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透過柔性電極清晰看大腦

文章來源：健康報發(fā)布日期：2022-04-01瀏覽次數(shù)：65
由僅有2微米大小的電極點組成的柔性電極，術(shù)中貼合在大腦上，就能幫助醫(yī)生“看清”大腦的神經(jīng)核團、功能區(qū)，同時大限度地保護患者的腦功能，減少致殘致死情況發(fā)生。這項成果由首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京天壇醫(yī)院副院長賈旺教授團隊聯(lián)合美國斯坦福大學(xué)化學(xué)工程系鮑哲南教授、天津大學(xué)化學(xué)系胡文平教授團隊共同研究，相關(guān)論文近日在線發(fā)表于國際期刊《科學(xué)》上。

  賈旺介紹，大腦的神經(jīng)核團、功能區(qū)，類似“中樞司令部”，通過發(fā)出神經(jīng)信號來控制人體的各種行為。醫(yī)生在手術(shù)中需要及時、精確地“看清”這些重要結(jié)構(gòu)，但此前的技術(shù)體系尚無法完全滿足這一臨床需求，對于疾病累及功能密集區(qū)域的患者，在開顱手術(shù)后致殘甚至致死的概率仍較高。

  因此，研究人員提出“可緊密貼合在大腦不規(guī)則區(qū)域的柔性微陣列電極”的解決方案。合作團隊采用分子設(shè)計新策略，研發(fā)出在拉伸數(shù)倍情況下仍能保持導(dǎo)電性能的新型導(dǎo)電高分子材料。這種電極在加工到2微米厚度時仍能保持可拉伸性和高導(dǎo)電性。其極為柔軟且可拉伸，故可放置于腦干或神經(jīng)外科術(shù)腔等多種不規(guī)則且容易損傷的場景，手術(shù)器械牽拉扭轉(zhuǎn)等操作均不會造成損傷。同時，基于高導(dǎo)電性和高密度的特征，應(yīng)用該電極能定位到單個細(xì)胞的精度，以“熱圖”的形式顯示神經(jīng)核團，進而提高手術(shù)安全性。

  據(jù)悉，該電極是目前世界上精度高的柔性可拉伸微陣列電極。這種柔性電極和柔性電子器件不僅能使神經(jīng)外科手術(shù)更，也可在腦機接口領(lǐng)域研究與臨床轉(zhuǎn)化中發(fā)揮重要作用，助力深入開展顱底手術(shù)中容易損傷的重要神經(jīng)的功能監(jiān)測新技術(shù)和肢體癱瘓患者智能修復(fù)新策略等研究。