光明网讯 近日，由北京脑科学与类脑研究所资深研究员、智冉医疗创始人方英领衔的科研团队，成功研制出一款兼具高通量信号采集与生物力学顺应性的可拉伸柔性电极。该技术打破了脑机接口技术中传统柔性电极在应对大脑动态运动时易移位、易脱出的核心瓶颈，为侵入式脑机接口技术长期稳定性提供了底层解决方案。相关成果于2月5日在《自然-电子学》发表。

  脑机接口通过在大脑和外部设备之间建立直接的信息交互通道，有望实现人类智能与人工智能的深度融合。在脑机接口的技术路线中，侵入式路线因能实现大脑与机器之间直接、精准的信息交互，被认为是高带宽人机交互领域的终极方向。

  2024年初，马斯克创办的Neuralink公司完成首例1024通道侵入式脑机接口的人体植入。然而术后仅数周，高达85%的柔性电极丝从该患者的脑组织中脱出。

  原来，我们的大脑并非静止不动，它会随呼吸与心跳节律性地搏动；而在身体运动的过程中，柔软的脑组织会在颅腔内发生位移和形变。面对大脑的动态运动，传统线性电极无法实时地顺应脑组织的变化，因此容易发生电极移位甚至从脑组织中脱出。

  电极脱出不仅会直接降低大脑神经信号采集的数量与解码精度，还可能引起脑组织炎症反应。因此，如何研制出能够适应大脑动态运动，实现神经信号长期稳定采集的新型柔性电极技术，是侵入式脑机接口技术临床应用亟待突破的关键技术难题。

  为解决这一难题，方英团队提出一种新型的高通量“可拉伸”电极架构，不仅可动态跟随大脑运动，而且拉伸所需力度仅为Neuralink线性电极的1/100，这意味着可拉伸柔性电极对脑组织的机械损伤更低，从根源上避免了传统线性电极引发的免疫反应和胶质瘢痕。

高通量可拉伸柔性电极示意图

  为验证可拉伸柔性电极的植入可靠性与长期稳定性，研究团队以猕猴为试验对象开展了系统性的验证。结果表明，可拉伸柔性电极能够实现猕猴大脑中的长期稳定记录；更具突破性的是，在植入256通道该电极后，团队成功采集到257个单神经元信号，并实现了对大脑运动意图的高精度解码。这意味着，在电极通道数相同的情况下，长期维持高神经元得率能够持续捕获更多有效信号，从而为患者带来更持久、更优质的临床获益。

植入1024通道的可拉伸柔性电极后，大脑中的神经元活动记录

  为进一步验证该架构的大规模信号采集能力，团队在灵长类大脑中成功植入了1024通道的高密度可拉伸柔性电极，并捕获到大规模、高质量的神经元信号，再度印证了可拉伸柔性电极的优异性能。

  该项突破可有效提升信号的长期稳定性和解码精度，将为侵入式脑机接口技术从实验室走向大规模临床应用提供重要支撑。（记者 肖春芳）