在腦機接口技術的探索中，電極作為連接生物神經系統與電子設備的核心部件，其性能直接決定了系統的功能邊界。傳統植入式電極因采用“靜態”設計，植入后無法靈活調整位置，長期使用易因機體免疫反應導致信號衰減，成為制約腦機接口臨床應用的關鍵瓶頸。中國科學院深圳先進技術研究院科研團隊近日突破技術壁壘，研發出全球首款可動態調控的神經纖維電極——NeuroWorm（神經蠕蟲），相關成果發表于國際頂級學術期刊《自然》。
研究團隊通過創新結構設計，將60個獨立信號采集通道集成于直徑僅196微米的纖維電極中，其纖細程度堪比人類發絲。該電極采用可拉伸柔性材料制備，在保持機械柔韌性的同時，實現了生物電信號的高精度采集。為突破傳統電極的“靜態”局限，科研人員在纖維頭部嵌入微型磁控單元，結合高精度磁場導航系統與實時影像追蹤技術，使電極能夠在體內自主改變運動方向，精準定位目標神經區域。
實驗驗證顯示，在磁場驅動下，NeuroWorm可像生物蠕蟲般在動物體內靈活游動。研究團隊在兔子顱內開展測試，該電極成功實現多區域神經信號的動態監測，并能根據實驗需求主動切換監測目標。這種“動態電極”模式徹底改變了傳統植入式電極“一植定終身”的局限，為腦機接口技術開辟了新的研究范式。
在長期生物相容性測試中，NeuroWorm展現出顯著優勢。植入大鼠腿部肌肉43周后，電極持續穩定記錄肌電信號，植入13個月后周圍組織形成的纖維包裹層平均厚度不足23微米，細胞凋亡率與正常組織無顯著差異。該成果表明，動態電極在實現智能調控的同時，能夠有效降低機體免疫排斥反應，為長期臨床應用奠定基礎。
這項突破性研究為腦機接口技術的多元化應用提供了技術支撐。動態電極的智能響應特性，使其在外骨骼控制系統、神經康復設備以及人機交互場景中具有廣闊前景。例如，在運動功能重建領域，NeuroWorm可實時追蹤肌肉活動狀態，為精準康復治療提供數據支持；在智能假肢控制中，動態監測神經信號將顯著提升人機協同效率。
科研團隊指出，NeuroWorm的研發標志著腦機接口電極從“被動記錄”向“主動交互”的跨越。當前成果僅是階段性突破，后續研究將聚焦于開發具備生物感知能力的“活性”電極，通過材料科學與神經科學的深度融合，構建更符合生理特性的智能接口系統。這項持續的技術革新，正在推動腦機接口從實驗室研究向臨床應用加速轉化。
