微米级“导航”实时监测脑神经 我国植入式脑机接口取得新突破|2019国自产拍

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　　近日，中国科学院空天信息创新研究院与哈尔滨医科大学附属第一医院联合，成功完成了基于植入式微电极阵列的脑深部肿瘤边界精准定位临床试验，这也是全球范围内首次在这一领域的临床试验。

　　总台央视记者帅俊全：现在我手里拿的就是我国科学家最新自主研发的植入式脑机接口的神经电极器件，它的宽面可以根据需求设计成不同的宽度，放大数百倍之后，在电脑屏幕上能够很清楚地看到，上面是整齐地排列着32个神经电极，前端的小黑点部分镀有复合纳米功能材料，能够高性能捕捉大脑里面单个神经细胞的微弱电极信号。

　　中国科学院空天信息创新研究院副研究员王蜜霞：它突破了传统的神经电极只能检测皮层脑肿瘤的局限，我们的电极可以检测皮层、浅脑甚至深脑全脑的神经信号，不但能够实现神经电生理信号的探测，也可以实现递质化学信号的同步探测，提供更精准的信息。

　　神经胶质瘤、脑转移瘤等脑肿瘤具有发病率高、致死率高、复发率高的特点，因其浸润性生长特性导致肿瘤组织与正常脑组织边界模糊难辨。因此，精准定位病灶边界对于手术切除、放疗规划和预后评估至关重要。

　　本次临床试验针对一位胶质瘤患者开展，该患者术前由于脑肿瘤压迫，出现语言混乱频发的症状。结合影像数据，科研团队通过植入式电极实时反馈的单细胞水平神经信号，成功精准识别肿瘤边界，在最大程度保护功能区的同时，实现了肿瘤的完整切除，为后续康复和治疗打下了基础。

　　微米级“导航”

　　实时监测脑神经“路况”

　　科研团队研制的植入式脑机接口系统究竟有何特点？为何能够实现大脑深部的实时定位导航？

　　帅俊全：植入式微电极器件，相当于给大脑安装一个导航系统，可以给做脑部手术的外科医生提供精准导航，帮助他们更好找到病灶。这技术可比普通导航厉害多了，空间分辨率能达到15微米。如果我们把大脑想象成一座跨度约200公里的城市，城市里的每一粒沙子都能被精准定位。

　　绘制这张超精细大脑地图的“笔”，就是用芯片光刻技术造出来的神经电极，把它插入大脑，通过这套脑机接口系统，就可以实时解译出大脑的专属地图。

　　依托这样的脑机接口技术，科学家不仅能绘制大脑的超精细地图，而且还能实时监测大脑的神经路况。

　　有了这套脑部精准导航系统，医生就可以精准定位病灶边界，最大限度切除肿瘤的同时，也能减少对正常脑组织的误伤。未来，这一技术还将拓展到更多领域，有望为癫痫等神经疾病的治疗提供新的技术支撑。