突破性石墨烯腦部植入物準備進行首次人體試驗可治療帕金森氏症
一種由石墨烯製成的尖端腦機介面正準備於今年夏天在實際人類患者身上進行首次試驗。這種由巴塞隆納新創公司Inbrain Neuroelectronics 創造的植入物,最終可用於治療帕金森氏症等神經系統疾病。
現有的大腦植入物大多使用金屬電極來監測腦部活動,實現心機交流。但與老式金屬技術相比,Inbrain 公司研發的石墨烯晶片具有一些關鍵優勢。
首先,正如Inbrain 公司執行長卡羅琳娜-阿吉拉爾(Carolina Aguilar)告訴《電氣和電子工程師學會光譜》(IEEE Spectrum)的那樣,石墨烯不會發生”法拉第反應”,當金屬電極長期暴露當大腦的導電生物液體中時,就會發生退化。由於石墨烯基本上只是純碳,因此它能更長時間地刺激神經組織而不會降低其性能,而且電荷量還能增加200 倍。
Inbrain 公司製造的石墨烯晶片由”石墨烯點”組成,這些”石墨烯點”的大小從25 微米到300 微米不等。同時,採用傳統半導體技術在晶圓上製造的晶片整體厚度為10 微米。如此小的尺寸使得植入體與單一神經元之間的雙向通訊無比精確。該晶片還配備了一個神經處理器,其無線充電電池可為訊號處理提供動力。
Inbrain 公司即將在曼徹斯特大學對其可能改變遊戲規則的神經介面進行首次測試。那裡的神經外科醫生將使用石墨烯晶片作為介面,在腦腫瘤切除手術中為他們提供指導。這種植入物將有助於區分腫瘤和控制語言、認知和其他重要功能的區域。
Inbrain 公司在過去三年裡已經在大型動物身上對其石墨烯晶片進行了生物相容性測試,因此這家新創公司對即將進行的人體試驗取得成功充滿信心。
大腦手術只是第一步。 Inbrain 公司的最終目標是利用他們的石墨烯技術來解決帕金森氏症和其他神經退化性疾病。該晶片可與大腦的運動控制路徑連接,並解碼震顫和肌肉僵硬等神經症狀。由於這一切都是以微米精度即時完成的,這種植入物可以幫助優化帕金森氏症病人的藥物劑量。
Inbrain 公司治療帕金森氏症的野心已經獲得了美國食品及藥物管理局的”突破性設備認定”。如果人體試驗順利進行,這家新創公司就能駛上用未來石墨烯電路升級大腦的快車道。那些困惑了醫生幾個世紀的疾病最終可能會被重新映射和重新編程。