日前，記者從中國(guó)科學(xué)院獲悉，該院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所研究團(tuán)隊(duì)等開(kāi)發(fā)出蠶絲蛋白賦能的微創(chuàng)植入式腦室內(nèi)柔性神經(jīng)界面。標(biāo)志著微創(chuàng)植入式柔性深腦區(qū)腦機(jī)接口研究取得進(jìn)展，相關(guān)研究成果已在《自然-通訊》（Nature Communications）發(fā)表。
深部腦結(jié)構(gòu)在認(rèn)知、情緒、運(yùn)動(dòng)等功能中發(fā)揮關(guān)鍵作用。其中，腦室周結(jié)構(gòu)及功能異常與帕金森病、阿爾茨海默病、抑郁癥及孤獨(dú)癥等多種疾病密切相關(guān)?，F(xiàn)有柔性平面電極具有大覆蓋與高貼附的優(yōu)勢(shì)，但難以微創(chuàng)植入大腦“內(nèi)表面”。SEEG、Neuropixels等穿刺式神經(jīng)電極可達(dá)深腦，但可能對(duì)目標(biāo)核團(tuán)造成侵襲，從而難以在動(dòng)態(tài)腦脊液環(huán)境下進(jìn)行大面積、低損傷的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)。
因此，構(gòu)建與微創(chuàng)神經(jīng)外科流程相兼容、可在腦室內(nèi)穩(wěn)定貼附，并實(shí)現(xiàn)高信噪比監(jiān)測(cè)的柔性神經(jīng)界面，具有重要基礎(chǔ)研究與臨床轉(zhuǎn)化意義。
近期，中國(guó)科學(xué)院研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)出蠶絲蛋白賦能的微創(chuàng)植入式腦室內(nèi)柔性神經(jīng)界面，可在腦脊液環(huán)境中自展開(kāi)，適形貼附深腦核團(tuán)及腦室等大腦“內(nèi)表面”，并可長(zhǎng)期在體監(jiān)測(cè)，為深腦核團(tuán)相關(guān)神經(jīng)疾病解析提供了新的技術(shù)手段。
絲蛋白賦能微創(chuàng)植入式腦室內(nèi)柔性神經(jīng)界面總體概覽
研究團(tuán)隊(duì)提出了形狀記憶絲蛋白支架結(jié)合可變形微電極陣列的神經(jīng)界面方案。該方案可微型化裝配于臨床常用規(guī)格微創(chuàng)手術(shù)導(dǎo)管，實(shí)現(xiàn)微創(chuàng)遞送，且進(jìn)入側(cè)腦室后，憑借絲蛋白支架的形狀記憶功能，可實(shí)現(xiàn)自展開(kāi)與適形貼附。
同時(shí)，電極走線層引入共面金屬屏蔽，以抑制工頻噪聲干擾，保障在復(fù)雜手術(shù)環(huán)境與長(zhǎng)期隨訪中的信號(hào)質(zhì)量。團(tuán)隊(duì)在“帕金森綿羊”中完成術(shù)中與自由活動(dòng)狀態(tài)下的在體驗(yàn)證。神經(jīng)界面在綿羊尾狀核頭表面實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定記錄，捕捉到帕金森病相關(guān)β振蕩，以及對(duì)左旋多巴干預(yù)的響應(yīng)，并在為期四周的慢性記錄中維持良好電學(xué)性能與組織相容性，展示出面向深腦及腦室通路的微創(chuàng)、長(zhǎng)期、廣覆蓋神經(jīng)環(huán)路監(jiān)測(cè)能力。
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