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腦機接口(BMI)是一項先進(jìn)的技術(shù),它通過(guò)建立腦和外部設備之間的直接通信路徑,使得大腦可以直接控制外部設備,或者反之。這一技術(shù)的出現,為我們打開(kāi)了一扇新的窗口,使我們得以一窺大腦的奧秘,并初步探討如何將大腦的潛能發(fā)揮出巨大的可能性。
近日,一項新的研究發(fā)現,一種新的超小型、超柔性電子神經(jīng)植入物可以通過(guò)血管輸送,可以記錄大鼠大腦深處的單個(gè)神經(jīng)元活動(dòng)。Brian Timko在一篇相關(guān)文章中寫(xiě)道:“這項技術(shù)可以實(shí)現與大腦深部區域的長(cháng)期、微創(chuàng )生物電子接口。"
圖源:網(wǎng)絡(luò )
腦機接口(bmi)使大腦和外部電子系統之間的直接電子通信成為可能。它們允許大腦活動(dòng)直接控制假肢等設備或調節神經(jīng)或肌肉功能,這可以幫助癱瘓或神經(jīng)系統疾病患者恢復功能。然而,大多數傳統的身體質(zhì)量指數僅限于測量大腦表面的神經(jīng)活動(dòng)。記錄來(lái)自大腦深部的單個(gè)神經(jīng)元的活動(dòng)通常需要侵入性的顱內手術(shù)來(lái)植入探針,這可能導致感染、炎癥和腦組織損傷。
另一種將生物探針植入大腦深部的方法是通過(guò)大腦的血管網(wǎng)絡(luò )。在這里,Anqi Zhang和他的同事們展示了超靈活的微血管內(MEV)探針,可以通過(guò)血管精確地輸送到腦深部區域。Zhang等人設計了一種超小型柔性網(wǎng)狀電子記錄裝置,可裝載在柔性微導管上,植入到亞100微米尺度的腦內血管中。一旦被運送,該裝置就會(huì )像支架一樣擴張,在不損害大腦或其血管系統的情況下記錄血管壁上的神經(jīng)元信號。
為了評估MEV探針在體內的電位,Zhang等人將可注射探針植入大鼠大腦的脈管系統,并證明了測量皮層和嗅球中局部場(chǎng)電位和單個(gè)神經(jīng)元活動(dòng)的能力。更重要的是,作者表明,植入的裝置表現出長(cháng)期的穩定性,沒(méi)有引起腦血流量或大鼠行為的實(shí)質(zhì)性變化,并且引起了最小的免疫反應。
Timko指出,這種設備的未來(lái)迭代可以通過(guò)記錄和解碼患者的神經(jīng)活動(dòng),然后提供適當的調節刺激,為患者提供量身定制的治療方法。