人类的本质在于一系列电信号的交织。大脑神经活动实质上是由神经元间电流传导构成的复杂电化学过程。异常且敏感的大脑电流传导可能导致神经或精神疾病,如肌萎缩侧索硬化、阿尔茨海默病、抑郁症等。脑机接口作为大脑与外部世界沟通的关键路径,不仅能捕获神经元释放的电信号,还能调节其放电行为。相比于非植入式设备,植入式脑机接口因其接近神经元的位置,能以更高的空间分辨率捕捉到更为精确的动作电位信号,这主要得益于植入电极的应用。
回顾电极的发展历程,从最初的金属微丝电极到硅基、碳基电极,再到现在的柔性电极,技术进步正朝着更加柔韧、通道数量更多及性能全面优化的方向迈进。
市面上常见的植入电极大多采用金属或碳基材料,但这类传统材料在生物相容性和体内持久性方面存在局限。金属材料易氧化、腐蚀,碳基材料则可能碎裂、降解或吸附物质,不仅影响信号采集质量,还可能对大脑造成长期损伤。
脑虎科技自主研发的“蚕丝蛋白深部柔性电极”是一个创新突破。这种电极通过在钨丝表面涂覆固化蚕丝蛋白制成,最高支持多达256个采集通道。该设计利用了蚕丝蛋白天然抗菌、力学性能优异、易于降解的特点,实现长期稳定的脑电信号记录,同时减少对大脑的损害和排斥反应,提高安全性。
植入前,干燥而坚硬的电极可以直接穿透植入。在操作过程中,电极的硬度适中,能够避免直接接触血管,减少对脑血管的损伤。植入后,蚕丝蛋白转化为溶胶状态,与大脑组织的力学特性相匹配,实现自动适应性植入,简化手术流程,提高安全性。
此外,“蚕丝蛋白深部柔性电极”展现出极高的生物相容性,天然抗菌特性减少了炎症反应,长期植入不会引发免疫反应,显著延长了信号记录时间,实验数据显示最长可达12个月,远超常规临床产品的两周记录期。
脑虎科技的“蚕丝蛋白深部柔性电极”巧妙融合了自然材料与现代技术,有效克服了传统电极的缺陷,为神经科学研究提供了高效的工具,对神经疾病的诊断和治疗具有重大意义,堪称脑电信号采集领域的革新利器。