“神经蠕虫”:开启生物电子接口新纪元

09-18 13:51 来自科技
               
在科技飞速发展的今天,一项来自我国科学家的突破性成果吸引了全球目光。中国科学院深圳先进技术研究院联合东华大学科研团队,历经长达 5 年多的协同攻坚,成功研发出如发丝般纤细、兼具柔软可拉伸特性且能自由驱动的神经纤维电极 ——“神经蠕虫”(NeuroWorm)。这一创新成果于北京时间 9 月 17 日在国际顶级学术期刊《自然》上发表,标志着生物电子接口领域迎来从静态到动态、从被动记录到主动智能探测的重大范式转变 。
在脑机接口等神经接口系统里,电极堪称连接电子设备与生物神经系统的核心界面传感器,是整个 “接口” 的关键所在。然而,长期以来,传统植入式电极一直受困于 “静态” 难题。一旦植入体内,其位置便被固定,只能局限于采集特定区域的生物电信号,这极大地限制了脑机接口的应用范围与未来发展潜力。想象一下,大脑是一个充满活力、时刻变化的 “宇宙”,而传统电极就像被钉在某一位置的 “观察者”,难以全面捕捉大脑丰富多样的活动信息 。
研究团队巧妙地从蚯蚓在土壤中灵活运动及分段感知的独特能力中获取灵感。通过精巧的电极结构设计和创新的卷曲技术,将原本制备在超薄柔性聚合物上的二维电极阵列,神奇地卷曲成一根直径仅约 200 微米的纤维。这根看似普通的纤维,实则是一个高科技 “宝藏”,它沿轴向集成了多达 60 个独立的生物电信号采集通道 。不仅如此,研究人员还在纤维头部嵌入了一个微小的磁控单元,这一关键设计让植入后的 “神经蠕虫” 拥有了如同 “自主导航” 般的能力。在外部磁场的精准引导下,它能够在脑组织或肌肉等软组织中主动前行、灵活转向,像一位训练有素的 “探险家”,精准抵达目标区域,实现动态监测 。
从临床应用的角度来看,“神经蠕虫” 的诞生为解决长期以来的临床植入难题开辟了全新思路。在过去,医生常常为电极可能出现的轻微错位或因人体组织变化导致的目标漂移而头疼不已,而现在,借助无创的体外磁控手段,就能轻松实现体内设备的精准复位,大大降低了患者接受二次手术的风险与痛苦 。更为重要的是,这项技术为未来生物电子设备朝着主动化、智能化方向发展奠定了坚实基础。或许在不久的将来,生物电子设备能够像人体自身的神经系统一样,主动感知周围环境变化,自适应地调整监测与治疗策略,为人类健康保驾护航 。
“神经蠕虫” 的出现,是我国科研人员智慧与努力的结晶,它如同在生物电子接口领域点亮的一盏明灯,照亮了未来医学与科技融合发展的新道路,让我们对充满无限可能的科技医疗未来满怀期待 。
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