鑫材泰克小編報導：近日，美國密歇根大學成功開發出的一種微小的植入式碳纖維電極，它在老鼠身上展示了有可能提供一個長期的腦計算機接口，從而可以在長時間內捕捉電信號的范圍和細微差別。 這項研究成果可能有朝一日通過以下方式為人類帶來進步，進而提高許多人的生活質量：讓截肢者和脊髓受傷的人控制先進的假肢，刺激骶神經恢復膀胱控制，刺激頸迷走神經制療癲癇，并提供深部腦刺激作為帕金森氏癥的一種可能制療方法。

    這項新的研究表明碳纖維電極有望在不損傷腦組織的情況下將老鼠大腦的電信號傳遞到外部電腦。與當前技術相比，將碳纖維電極直接植入大腦可以捕獲更大、更具體的信號。畢業于密歇根大學生物醫學工程系、近期獲得博士學位的Elissa Welle介紹，有一些接口可以直接植入大腦，但由于各種原因，它們只能維持幾個月到幾年。任何時候當你打開頭骨做一個涉及大腦的手術，都是件大事。由于優異的導電能力以及在潔凈室技術中的歷史性應用，硅在現在大腦植入物中的應用廣。但人體會將硅視為一種外來物質，這意味著它將導致長期形成疤組織，而且終它會退化，不再捕捉大腦信號，需要移除。

    碳纖維可能是獲得高質量信號的答案，其接口可以使用數年，而不是數月。碳是人體內的關鍵元素之一，存在于蛋白質、碳水化合物和脂肪等有機分子中。通過在實驗室里借助小噴燈將碳纖維激光切割和銳化成微小的亞細胞電極，密歇根大學的工程師們已經利用了一種人體更容易接受的形式來捕捉信號。Elissa Welle指出，當將碳纖維電極植入后，它以一種不會干擾周圍血管的方式位于大腦內部，因為它比那些血管還小，它們會四處移動，適應這么小的物體，而不是像遇到較大的植入物時那樣被撕裂。

    較小的尺寸占電極在腦組織中的兼容性的一部分，但其針狀形狀也可以大限度地減少任何周圍組織的壓實。更大的碳基電極已被證明可在人體內存在，實際上它會促進神經組織生長而不是退化。密歇根大學的研究小組希望，進一步的測試將揭示碳纖維電極在大腦和神經中的類似潛力。該團隊之前的工作已經證明了這種電極捕捉老鼠大腦信號的能力。在過去的一項研究中，碳纖維電極明顯優于傳統的硅電極，碳纖維電極可記錄34%的電極記錄神經元信號，而硅電極只有3%。在植入后9周，激光切割將這個數字提高到71%。銳化技術使這些高性能的探針能夠直接植入大腦皮層，不需要臨時的插入輔助工具，也不需要植入大鼠的頸部迷走神經。

    大腦具有大而平坦的表面，相對容易插入電極。但 密歇根大學的工程師還承擔了更艱巨的任務，將鋒利的碳纖維電極插入神經——其直徑可以小到幾根頭發的粗細。根據密歇根大學生物醫學工程副教授、皮質神經假肢實驗室首席研究員 Cindy Chestek 的說法，這些發現證明電極的潛力將不局限于修復操作。例如，癱瘓的人可能無法控制膀胱，但通過利用這些較小的電極來刺激和記錄較大電極無法到達的區域的信號，可能是頸部或脊髓，就可以幫助患者進行一定程度的控制。