中國(guó)科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所的研究團(tuán)隊(duì)近日取得了一項(xiàng)突破性成果,其研發(fā)的蠶絲蛋白賦能微創(chuàng)植入式柔性神經(jīng)界面登上國(guó)際權(quán)威期刊《自然-通訊》。這項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)通過(guò)"自動(dòng)變形貼附"機(jī)制突破了深腦區(qū)監(jiān)測(cè)的長(zhǎng)期技術(shù)壁壘,為帕金森病、阿爾茨海默病等神經(jīng)退行性疾病的診療開辟了全新路徑。
傳統(tǒng)深腦監(jiān)測(cè)技術(shù)長(zhǎng)期面臨"微創(chuàng)與精準(zhǔn)"的雙重挑戰(zhàn)。穿刺式電極雖能直達(dá)深部核團(tuán),但易造成腦組織損傷且難以長(zhǎng)期穩(wěn)定工作;柔性平面電極雖貼附性優(yōu)異,卻無(wú)法通過(guò)微創(chuàng)方式植入大腦"內(nèi)表面"。研究團(tuán)隊(duì)獨(dú)創(chuàng)的解決方案將形狀記憶絲蛋白支架與可變形微電極陣列相結(jié)合,使器件可經(jīng)臨床常用微創(chuàng)導(dǎo)管遞送至目標(biāo)區(qū)域。
該裝置進(jìn)入大腦側(cè)腦室后,絲蛋白支架在腦脊液環(huán)境中自動(dòng)觸發(fā)形狀記憶功能,展開后精準(zhǔn)貼附于尾狀核頭、腦室壁等深腦核心區(qū)域。這種"定制貼膜"式的貼合方式,既保證了微創(chuàng)特性,又實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)期穩(wěn)定的信號(hào)采集。研究團(tuán)隊(duì)特別設(shè)計(jì)的共面金屬屏蔽層,有效抑制了工頻噪聲干擾,解決了動(dòng)態(tài)腦脊液環(huán)境下的監(jiān)測(cè)難題。
在"帕金森綿羊"模型的臨床前驗(yàn)證中,該神經(jīng)界面展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢(shì)。系統(tǒng)不僅穩(wěn)定捕獲到帕金森病特征性的β振蕩信號(hào),還能精確記錄左旋多巴藥物干預(yù)后的神經(jīng)響應(yīng)變化。更值得關(guān)注的是,經(jīng)過(guò)四周的慢性監(jiān)測(cè),設(shè)備始終保持優(yōu)良的電學(xué)性能與生物相容性,為后續(xù)臨床轉(zhuǎn)化奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
這項(xiàng)突破填補(bǔ)了深腦區(qū)微創(chuàng)廣覆蓋監(jiān)測(cè)的技術(shù)空白,其核心創(chuàng)新在于實(shí)現(xiàn)了"微創(chuàng)植入-自動(dòng)展開-精準(zhǔn)貼附-長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)"的全流程技術(shù)閉環(huán)。相較于傳統(tǒng)技術(shù),新裝置在空間覆蓋率、信號(hào)保真度、組織相容性等關(guān)鍵指標(biāo)上均有顯著提升,為解析深腦核團(tuán)相關(guān)神經(jīng)疾病的發(fā)病機(jī)制提供了全新技術(shù)手段。











