中國科學院深圳先進技術研究院與東華大學科研團隊攜手,經過五年多的聯合攻關,成功研制出一種名為“神經蠕蟲”(NeuroWorm)的神經纖維電極。這種電極直徑僅約200微米,形似頭發絲,具備柔軟可拉伸的特性,并能通過外部磁場實現自主驅動。相關研究成果已于國際頂級學術期刊《自然》上發表,標志著生物電子接口技術從靜態向動態、從被動記錄向主動智能探測的重大突破。
在腦機接口等神經接口系統中,電極作為連接電子設備與生物神經系統的核心部件,其性能直接影響技術應用的廣度與深度。傳統植入式電極多為靜態結構,植入后位置固定,僅能進行局部信號采集,難以適應復雜多變的生物環境。這種局限性制約了腦機接口在醫療、康復等領域的進一步發展。
研究團隊從蚯蚓的運動機制中獲取靈感,通過創新性的電極結構設計與卷曲工藝,將超薄柔性聚合物上的二維電極陣列卷曲成纖維狀。該神經纖維電極沿軸向集成了60個獨立生物電信號采集通道,顯著提升了信號采集的密度與精度。更關鍵的是,團隊在纖維頭部嵌入了微型磁控單元,使“神經蠕蟲”能在外部磁場引導下,在腦組織或肌肉等軟組織中靈活移動、轉向,精準定位至目標區域進行動態監測。
這一技術突破為臨床植入提供了全新解決方案。醫生未來可通過無創的體外磁控技術,調整已植入設備的微小位移,解決因目標區域漂移或電極錯位導致的監測失效問題。同時,該技術為生物電子設備的主動化、智能化發展奠定了基礎,有望推動腦機接口、人機接口等領域向更高層次邁進。