腦機(jī)接口芯片用上玻璃碳電極

近日出版的《自然·科學(xué)報(bào)告》雜志刊登了一項(xiàng)腦機(jī)接口研究的重要進(jìn)展：美國科學(xué)家將可植入腦芯片中的電極材料薄膜鉑用玻璃碳取代，成功讓芯片傳出的信號(hào)更強(qiáng)更清晰，且使用壽命也大大延長(zhǎng)。

脊髓是中樞神經(jīng)系統(tǒng)的重要部分，一旦受傷，患者會(huì)失去四肢活動(dòng)能力，但大腦仍能清晰傳遞電脈沖信號(hào)，四肢也能正常接收，只是信號(hào)傳到受損脊髓后會(huì)被迫中止。從事這項(xiàng)研究的科學(xué)家們來自圣地亞哥州立大學(xué)、麻省理工學(xué)院和華盛頓大學(xué)合作組建的感覺運(yùn)動(dòng)神經(jīng)工程中心（CSNE），他們開發(fā)的腦機(jī)接口能繞過脊髓，將捕捉到的神經(jīng)電信號(hào)傳到四肢甚至假肢，恢復(fù)肢體活動(dòng)能力。

目前，腦機(jī)接口所用的最高端電極材料是薄膜鉑，其面臨一大難題：容易被腐蝕，導(dǎo)致電極斷裂。這次新研究使用比薄膜鉑光滑10倍的玻璃碳作為電極材料，其更耐腐蝕，能延長(zhǎng)使用壽命。

CSNE主任山姆·卡塞格勒表示，玻璃碳更具優(yōu)勢(shì)還有一個(gè)原因，用它能直接識(shí)別神經(jīng)遞質(zhì)信號(hào)，這樣獲得的信號(hào)信噪比提高了1倍，因此更清晰也更易理解。實(shí)驗(yàn)室研究初步表明，改進(jìn)后的新腦機(jī)接口能同時(shí)捕捉大腦皮層神經(jīng)簇和大腦深處單個(gè)神經(jīng)元的神經(jīng)信號(hào)，將幫助科學(xué)家們更好地認(rèn)識(shí)大腦信號(hào)的復(fù)雜特性。

卡塞格勒小組還有成員正在用老鼠進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，希望施加精準(zhǔn)電脈沖刺激脊髓再生出新的神經(jīng)細(xì)胞，取代受損組織，而玻璃碳電極制成的新腦機(jī)接口，大大提高了他們的研究能力。