幾十年來，調節大腦電活動的植入物一直被用於治療帕金森病症狀，而最近我們看到它們可能有更多的作用。一種新的設計可以大大改善使用這些設備的生活體驗，通過使用集成的三電發生器將用戶的呼吸運動轉化為電能。

深度腦刺激包括將微小的電線植入大腦的目標區域，以提供溫和的電脈衝，干預糾正器官中的異常電活動。這項技術在1997年被批准用於治療帕金森氏症震顫，但我們最近看到科學家將其用於治療抑鬱症和衝動行為，並取得了有希望的早期結果。

每年約有15萬名患者接受這些植入物，設備放置在胸部皮膚下，電線向上延伸至大腦。在目前的形式下，這些設備靠電池運行，每兩三年就需要更換一次，而且每次更換都需要進行外科手術。

我們已經看到起搏器技術的一些有趣的進展，旨在解決心律紊亂患者的這一相同問題。研究人員已經展示了實驗性的起搏器，例如，可以由人體自身的肌肉，甚至是他們的心跳來驅動。康涅狄格大學的科學家們現在已將這種類型的思維應用於深層大腦刺激。他們的創造是基於三電效應，即某些材料在相互摩擦時會帶電，例如氣球和你的頭髮。

該團隊設計了一個深層大腦刺激裝置，可以通過一個人的呼吸運動收集這種類型的能量。該植入物由多層三電材料組成，通過摩擦產生電能。這種電力為一個生物兼容的超級電容器充電，這反過來又為深層腦刺激器提供動力。

研究作者Esraa Elsanadidy說：”我們使用新的納米材料創造了我們的三電納米發電機，當它們相互接觸時產生大量的能量輸出，足以運行深層大腦刺激器。”

研究小組在一隻模擬豬器官身上測試了他們的設備，該設備由一個豬肺組成，可以通過一個泵進行充氣和放氣，就像吸氣和呼氣時一樣。這種運動引起了三電材料之間的摩擦並產生了電流，刺激器能夠利用這些電流每秒產生60次電脈衝。這些脈衝隨後被用於刺激小鼠的體外腦組織。

團隊成員Islam Mosa說：”這是第一個結合了所有部分的系統；高效的能量收集、能量儲存和可控的大腦刺激器。我們證明了我們的自持式深層腦刺激器可以通過交替的刺激期和無刺激期來間歇性地刺激腦組織，這是一種治療精神病的有效的深層腦刺激方法。”

從這裡開始，該團隊計劃在大型動物身上測試該系統。

該研究發表在《細胞報告物理科學》雜誌上。