神经刺激器，也被称为大脑起搏器，通过特殊的电极将电脉冲发送到大脑的特定区域。据估计，目前全世界约有20万人受益于这项技术，包括那些患有帕金森病或病理性肌肉痉挛的人。
根据苏黎世联邦理工学院神经技术教授Mehmet Fatih Yanik的说法，进一步的研究将极大地扩展潜在的应用。这种电极不仅可以用来刺激大脑，还可以用来精确记录大脑活动，并分析与神经或精神疾病相关的异常情况。第二步，未来可以想象用电脉冲来治疗这些异常和紊乱。
为此，Yanik和他的团队现在已经开发出一种新型电极，可以更详细、更精确地记录长时间内的大脑活动。这些电极是由包裹在聚合物中的极细而柔韧的导电金纤维束制成的。
得益于苏黎世联邦理工学院的研究人员开发的一种工艺，这些束可以非常缓慢地插入大脑，这就是为什么它们不会对脑组织造成任何可检测到的损伤。这项研究发表在《自然通讯》杂志上。
这使得新电极与竞争对手的技术区别开来。其中，公共领域最知名的可能是埃隆·马斯克(Elon Musk)旗下的Neuralink公司。在所有这样的系统中，包括Neuralink的系统，电极都相当宽。
亚尼克解释说:“探针越宽，即使它是灵活的，对脑组织的损伤风险也越大。”“我们的电极非常精细，可以穿过从大脑神经细胞延伸出来的长长的过程。它们的厚度和神经细胞自身的厚度差不多。”
研究小组用四束电极在老鼠的大脑上测试了这种新电极，每束电极由64根纤维组成。Yanik解释说，原则上，多达几百个电极纤维可以用来研究更多脑细胞的活动。在这项研究中，电极被连接到每只大鼠头上的一个小型记录设备上，从而使它们能够自由移动。
对大脑活动没有影响
在实验中，研究小组能够证实探针具有生物相容性，并且它们不会影响大脑功能。由于电极非常靠近神经细胞，与其他方法相比，信号质量非常好。
同时，这种探针适合长期监测活动，研究人员可以在为期10个月的实验中记录动物大脑中同一细胞发出的信号。检查显示，在此期间没有发生脑组织损伤。另一个优势是神经束可以向不同方向伸展，这意味着它们可以到达大脑的多个区域。
人体试验即将开始
在这项研究中，研究人员在几个月的时间里使用这种新的电极来跟踪和分析老鼠大脑各个区域的神经细胞活动。他们能够确定不同区域的神经细胞是“共同激活的”。
科学家们认为，脑细胞的这种大规模、同步的相互作用在处理复杂信息和形成记忆方面起着关键作用。Yanik解释说:“这项技术对于研究这些功能及其在神经和精神疾病中的损害的基础研究具有很高的兴趣。”
该小组已经与伦敦大学学院的研究人员合作，以测试这种新电极在人脑中的诊断用途。具体来说，该项目涉及对药物治疗无效的癫痫患者。在这种情况下，神经外科医生可能会切除癫痫发作的一小部分大脑。这个想法是在组织移除之前，使用该小组的方法精确定位大脑受影响的区域。
脑机接口
他们还计划使用这种新电极来刺激人类的脑细胞。亚尼克说:“这可能有助于开发更有效的治疗神经和精神疾病的方法。”在抑郁症、精神分裂症或强迫症等疾病中，大脑的特定区域往往存在损伤，从而导致信息评估和决策方面的问题。
使用这种新电极，有可能提前检测到大脑中神经网络产生的病理信号，然后以一种缓解这种疾病的方式刺激大脑。
Yanik还认为，这项技术可能会为脑损伤患者带来脑机接口。在这种情况下，电极可以用来读取他们的意图，从而控制假肢或语音输出系统。
更多信息:Tansel Baran Yasar等人，使用超柔性触手电极对跨越多个大脑区域的神经元集合进行长达数月的跟踪，Nature Communications(2024)。DOI: 10.1038/s41467-024-49226-9期刊信息:自然通讯由苏黎世联邦理工学院提供引文:柔性触手电极精确记录大脑活动(2024,9月4日)检索自2024年9月4日https://medicalxpress.com/news/2024-09-flexible-tentacle-electrodes-precisely-brain.html此文档受版权保护。除为私人学习或研究目的而进行的任何公平交易外，未经书面许可，不得转载任何部分。内容仅供参考之用。
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