微米級(jí)“導(dǎo)航”實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)腦神經(jīng)，我國(guó)植入式腦機(jī)接口取得新突破。

近日，中國(guó)科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院與哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院聯(lián)合，成功完成了基于植入式微電極陣列的腦深部腫瘤邊界精準(zhǔn)定位臨床試驗(yàn)，這也是全球范圍內(nèi)首次在這一領(lǐng)域的臨床試驗(yàn)。

總臺(tái)央視記者帥俊全：現(xiàn)在我手里拿的就是我國(guó)科學(xué)家最新自主研發(fā)的植入式腦機(jī)接口的神經(jīng)電極器件，它的寬面可以根據(jù)需求設(shè)計(jì)成不同的寬度，放大數(shù)百倍之后，在電腦屏幕上能夠很清楚地看到，上面是整齊地排列著32個(gè)神經(jīng)電極，前端的小黑點(diǎn)部分鍍有復(fù)合納米功能材料，能夠高性能捕捉大腦里面單個(gè)神經(jīng)細(xì)胞的微弱電極信號(hào)。

中國(guó)科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院副研究員王蜜霞：它突破了傳統(tǒng)的神經(jīng)電極只能檢測(cè)皮層腦腫瘤的局限，我們的電極可以檢測(cè)皮層、淺腦甚至深腦全腦的神經(jīng)信號(hào)，不但能夠?qū)崿F(xiàn)神經(jīng)電生理信號(hào)的探測(cè)，也可以實(shí)現(xiàn)遞質(zhì)化學(xué)信號(hào)的同步探測(cè)，提供更精準(zhǔn)的信息。

神經(jīng)膠質(zhì)瘤、腦轉(zhuǎn)移瘤等腦腫瘤具有發(fā)病率高、致死率高、復(fù)發(fā)率高的特點(diǎn)，因其浸潤(rùn)性生長(zhǎng)特性導(dǎo)致腫瘤組織與正常腦組織邊界模糊難辨。因此，精準(zhǔn)定位病灶邊界對(duì)于手術(shù)切除、放療規(guī)劃和預(yù)后評(píng)估至關(guān)重要。

本次臨床試驗(yàn)針對(duì)一位膠質(zhì)瘤患者開(kāi)展，該患者術(shù)前由于腦腫瘤壓迫，出現(xiàn)語(yǔ)言混亂頻發(fā)的癥狀。結(jié)合影像數(shù)據(jù)，科研團(tuán)隊(duì)通過(guò)植入式電極實(shí)時(shí)反饋的單細(xì)胞水平神經(jīng)信號(hào)，成功精準(zhǔn)識(shí)別腫瘤邊界，在最大程度保護(hù)功能區(qū)的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了腫瘤的完整切除，為后續(xù)康復(fù)和治療打下了基礎(chǔ)。

微米級(jí)“導(dǎo)航”

實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)腦神經(jīng)“路況”

科研團(tuán)隊(duì)研制的植入式腦機(jī)接口系統(tǒng)究竟有何特點(diǎn)？為何能夠?qū)崿F(xiàn)大腦深部的實(shí)時(shí)定位導(dǎo)航？

帥俊全：植入式微電極器件，相當(dāng)于給大腦安裝一個(gè)導(dǎo)航系統(tǒng)，可以給做腦部手術(shù)的外科醫(yī)生提供精準(zhǔn)導(dǎo)航，幫助他們更好找到病灶。這技術(shù)可比普通導(dǎo)航厲害多了，空間分辨率能達(dá)到15微米。如果我們把大腦想象成一座跨度約200公里的城市，城市里的每一粒沙子都能被精準(zhǔn)定位。

繪制這張超精細(xì)大腦地圖的“筆”，就是用芯片光刻技術(shù)造出來(lái)的神經(jīng)電極，把它插入大腦，通過(guò)這套腦機(jī)接口系統(tǒng)，就可以實(shí)時(shí)解譯出大腦的專(zhuān)屬地圖。

依托這樣的腦機(jī)接口技術(shù)，科學(xué)家不僅能繪制大腦的超精細(xì)地圖，而且還能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)大腦的神經(jīng)路況。

有了這套腦部精準(zhǔn)導(dǎo)航系統(tǒng)，醫(yī)生就可以精準(zhǔn)定位病灶邊界，最大限度切除腫瘤的同時(shí)，也能減少對(duì)正常腦組織的誤傷。未來(lái)，這一技術(shù)還將拓展到更多領(lǐng)域，有望為癲癇等神經(jīng)疾病的治療提供新的技術(shù)支撐。

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