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柔性脑机接口:实用化的重要一步

时间:2023-07-03|浏览:184

当前,脑机接口SpaceX和特斯拉的创始人马斯克成立了脑机接口公司Neuralink。自2019年以来,马斯克和他的团队连续三年展示了一种新颖的向大脑植入电极的方式,并宣布了他们进一步开发脑机接口的计划。

然而,脑机接口技术是一个复杂的领域,研究者面临许多技术难题。为了实现脑机接口,需要整合柔性聚合物探针、坚硬的植入针和植入机器人等技术。但是,塑料和弹性体的机械特性调节性较差,其柔韧性无法完全满足用于柔软脑组织表面的要求。

西南交通大学材料科学与工程学院的鲁雄教授团队通过分子设计,开发出一种可导电的多功能水凝胶。这种水凝胶具有与脑组织相似的力学性能和生物学性能,解决了刚性电子元件和柔软脑组织之间机械和生物学不匹配的问题。

简单来说,利用这种水凝胶作为导电界面,并结合柔性脑机接口,可以实现刚性微电路和柔软脑组织的无缝连接。这为稳定、准确监测脑电信号的长期植入脑机接口材料提供了一种设计思路。

研究团队表示,他们已与法国Dreem公司展开合作。Dreem公司采用该团队研发的柔性自粘附水凝胶作为可穿戴式柔性脑机接口的一部分,在其新一代眼电图和脑电图信号生物电传感器上应用。与商业电极相比,这种超软水凝胶所记录的脑电信号几乎没有伪影,表现出较好的稳定性和准确性。

此外,研究团队还通过将休息状态下的脑电图进行快速傅里叶转换,发现了明显的特征α波,有望用于跟踪人体睡眠,为改善睡眠提供一种新的无药物途径,缓解现代人的神经衰弱等问题。

研究人员表示,他们还希望将该水凝胶用作长期可植入的脑机接口,以监测神经性疾病患者的脑电信号,例如阿尔茨海默病、帕金森病和创伤性脑损伤等。这也是他们的初衷。

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