对神经元很温柔——柔性纳米电极可提供精准脑刺激|总编辑圈点

研究团队。图片来源：莱斯大学

科技日报记者 张梦然

为刺激大脑而设计的传统植入式医疗设备，对于身体最柔软、最脆弱的组织来说通常过于坚硬和笨重。为解决这个问题，美国莱斯大学工程师开发了微创、超柔韧的纳米电极，可作为植入平台，用于进行长期、高分辨率的刺激治疗。研究发表在最新一期《细胞报告》杂志上。

该微型植入式设备形成了稳定、持久和无缝的组织电极界面，在啮齿动物中形成的疤痕最小。与来自传统皮质内电极的刺激相比，这些设备传递的电脉冲与神经元信号模式和振幅更接近。

该设备的高生物相容性和精确时空刺激控制，可促进开发新的大脑刺激疗法，例如用于感觉或运动功能受损患者的神经假体。

新研究使用成像、行为和组织学技术来展示这些组织集成电极如何提高刺激的效果。新电极发出微小的电脉冲，以非常可控的方式激发神经活动，并将引发神经元激活所需的电流减少一个数量级以上。脉冲的持续时间只有几百微秒，幅度只有一到两微安。

研究人员称，新电极设计代表了对用于治疗帕金森病、癫痫和强迫症等疾病的传统植入式电极的重大改进，这些疾病可能导致不良组织反应和神经活动的意外变化。调整信号的频率、持续时间和强度的能力，可促进新型感官假肢设备的开发。

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通过传统电极进行的刺激，可以说强烈且具有破坏性。打个比方，相当于用扬声器朝着一屋子人播放刺耳的声音。但现在新电极的问世，则等于让每个人都拥有了一个耳机。它像传统方法一样安全、可逆、疗效显著，却能大幅减少电流，使神经元激活更加集中。其不但能改善广大脑神经疾病患者的健康和生活质量，以此为基础，科学家未来还将转化出更高分辨率的大脑刺激设备。