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我国科学家研发脑机接口新技术:"神经蠕虫"动态电极实现脑内移动

时间:2025-09-18 10:11
9 月 17 日消息,在脑机接口等神经接口系统中,电极是连接电子设备和生物神经系统的核心界面传感器,是脑机接口中“接口”的核心所在。然而,当前植入式电极均是“静态”的,植入后只能“固定位置、局限采

9月17日传来重要科技进展,传统脑机接口技术中作为关键传感元件的植入式电极,普遍存在位置固定、信号采集范围受限的缺陷,且易受免疫反应影响导致传导失效。这些局限严重阻碍了脑机接口技术的实际应用与发展进程。

由中国科研团队联合攻关的重大突破性成果当日发表于《自然》期刊。中国科学院深圳先进技术研究院刘志远、韩飞团队与徐天添团队,联合东华大学严威团队,经过五年多协同研究,成功研制出名为"NeuroWorm"(神经蠕虫)的革命性神经接口技术。

这项研究开创性地提出了"动态电极"新概念,一举突破传统植入电极的静态限制。研发的神经纤维电极细若发丝(直径约200微米),兼具柔软可拉伸特性和自主运动能力,为脑机接口技术开辟了全新发展方向。

我国科学家开发出“神经蠕虫”:脑机接口

研究人员攻克的首个技术难关,是要在直径200微米的纤维上集成数十个独立电极通道。这相当于在一根头发丝上精准刻制数十条互不干扰的导电线路,同时还要确保纤维具备足够的柔韧性和延展性。

我国科学家开发出

▲ 显微观测下的60通道神经纤维电极结构

通过突破超薄柔性薄膜制备、微纳导电图案设计等关键技术,在郑海荣院士和李光林研究员的指导下,团队最终研制出直径仅196微米、集成60个独立电极通道的柔性可拉伸纤维电极。

为实现电极自主运动功能,研究人员在电极端部集成微型磁控模块,结合高精度磁导航系统和实时影像跟踪技术,使电极能在生物体内定向移动并稳定采集神经电信号。这种可在大脑内自主"巡游"的"动态电极"被命名为NeuroWorm(神经蠕虫)。

我国科学家开发出

▲ NeuroWorm电极的设计原理与功能演示

该技术的应用不仅限于大脑监测。研究团队首次实现电极在肌肉组织的长期稳定工作,在大鼠腿部肌肉实验中,NeuroWorm成功维持了43周以上的持续监测能力。通过外部磁场控制,电极能在肌肉表面自由移动,实现多位置轮换监测。

我国科学家开发出

▲ NeuroWorm在脑组织与骨骼肌中的动态监测演示

相关研究成果详见Nature期刊论文: https://www.nature.com/articles/s41586-025-09344-w

来源:https://www.ithome.com/0/883/782.htm
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