腦機接口(BMI)可實現(xiàn)大腦與外部電子系統(tǒng)之間的直接電氣通信。BMI讓大腦能直接控制假肢等裝置或調(diào)節(jié)神經(jīng)、肌肉功能,這可幫助癱瘓的人或神經(jīng)系統(tǒng)疾病患者恢復(fù)肢體功能。
然而,大多數(shù)傳統(tǒng)的BMI僅限于測量大腦表面的神經(jīng)活動。記錄大腦深部區(qū)域的單個神經(jīng)元活動通常需要進(jìn)行侵入性顱內(nèi)手術(shù)來植入探針,這可能會導(dǎo)致感染、炎癥和腦組織損傷。
將生物探針植入大腦深部區(qū)域的另一種方法是通過大腦的血管網(wǎng)絡(luò)。美國斯坦福大學(xué)研究團(tuán)隊展示了超靈活的微血管內(nèi)(MEV)探針,就可通過血管精確地輸送到大腦深部區(qū)域。這種超小型、柔韌的網(wǎng)狀電子記錄裝置,可裝載到靈活的微導(dǎo)管上并植入到內(nèi)腦的亞百微米級血管中。一旦到達(dá)目標(biāo)位置,該設(shè)備會像支架一樣展開,記錄血管壁上的神經(jīng)元信號,而不會損壞大腦或其脈管系統(tǒng)。
為了評估MEV探針的體內(nèi)潛力,研究人員將注射探針植入大鼠大腦的脈管系統(tǒng),其展示出測量皮層和嗅球局部場電位和單神經(jīng)元活動的能力。研究表明,植入裝置具有長期穩(wěn)定性,不會對腦血流或大鼠行為造成實質(zhì)性改變,且只引起最小的免疫反應(yīng)。
研究人員指出,此類設(shè)備的未來迭代可通過記錄和解碼患者的神經(jīng)活動,提供適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)刺激,為患者量身定制治療方法。