科學家開發出可以極大改善腦機介面的微小植入物
據外媒報導,無論是用於研究還是用於恢復殘疾人失去的功能,腦機介面(BCI)都顯示出了很大的發展前景。 由於微型新感測器的發展,它們可能很快就會更加有效。 在許多現有的BCI中,電極直接植入大腦。 通常情況下,只有幾個左右的電極會被植入,每一個刺激和/或監測一個區域多達幾百個神經元的電活動。
雖然這聽起來可能很多,但大腦中約有860億個神經元。 因此,科學家們一直在尋找一種方法,從而在更多的區域同時覆蓋更多的電極,而不是用傳統尺寸的電極填充患者的大腦。
四年前,來自羅德島布朗大學、德克薩斯貝勒大學、加州大學聖地牙哥分校和高通的科學家開始研發更高解析度的替代產品。 這種被稱為神經顆粒的感測器比傳統的植入電極要小得多–每一個約只有一粒鹽的大小。
一旦植入,一個由許多神經顆粒組成的網路就會通過一個貼在患者頭皮上的”拇指指紋大小”的薄電子貼片無線供電。 這個貼片還能接收來自感測器的電信號,並且它還能向感測器發送信號,從而使它們刺激鄰近的神經元。
在最近的一次演示中,48個神經顆粒被植入一隻活老鼠的大腦皮層表面。 通過利用這些感測器,科學家們既能記錄跟自發大腦活動相關的特徵神經信號又能刺激特定區域的皮層。
據報導,在目前的形式下,該技術可以用於在一個病人的大腦中創建多達770個神經顆粒的網路。 儘管如此,科學家們相信有朝一日可能會植入數千個感測器以實現目前不可能實現的神經監測和神經刺激。
布朗大學的Arto Nurmikko教授表示:「我們希望最終能開發出一種為大腦提供新的科學見解並提供新治療方法以説明受嚴重創傷影響的人的系統。 “Arto Nurmikko是一篇有關該研究論文的資深作者。 據悉,這篇論文發表已於本周發表在《Nature Electronics》雜誌上。