薄膜神經電極改變大腦監測和刺激方式

　　科技日報北京9月19日電 （記者張夢然）直接放置于腦組織的柔性薄膜電極在診斷和治療癲癇方面很有前景。最近，日本東京工業大學科學家藤江敏典領導研究團隊開發出一種新型柔性神經電極，或徹底改變皮質電圖（ECoG）記錄和直接神經刺激的執行方式。研究成果發表在最新一期《先進材料技術》上。

　　新電極的基板由稱為聚苯乙烯丁二烯共聚物（SBS）的柔性材料制成的薄膜組成。研究人員使用噴墨打印機，以金納米墨水在電極上制造導電線。最后，他們用另一層SBS薄膜作為絕緣層來覆蓋電路，激光穿孔微通道作為測量或刺激點。

　　通過廣泛的力學測試和模擬，研究人員證明電極能準確貼合形狀不規則的腦組織。其簡單的設計和制造工藝也是一個主要優勢，這使得電極在實際生活中能被廣泛采用。這也是第一次證明，基于印刷電子學的ECoG電極與腦組織的力學性能非常匹配。

　　團隊利用癲癇大鼠模型進行了數次實驗。使用新設計的ECoG電極，他們可準確測量這些大鼠的一根胡須受到機械刺激時，大腦中的神經反應，還能可視化化學誘導的癲癇發作活動。

　　總體而言，這些發現突出了柔性薄膜神經電極在診斷和治療腦部疾病方面的潛力。值得注意的是，即使在手術幾周后，電極也沒有在大鼠的大腦中引起任何炎癥或不良反應，顯示了它們與生物組織的相容性。

　　研究人員計劃進一步改進他們的設計，使其適合臨床應用。譬如將薄膜電極與植入式設備集成可以使其侵入性更小，對大腦的異常電活動更敏感，從而改善治療頑固性癲癇的診斷和治療策略。

　　【總編輯圈點】

　　大腦皮層的神經元活動，可以表現為發出的有規律的放電節律。在頭皮上放置電極，便能記錄到反映這些皮層活動的電位變化，這就是皮質電圖。此次，科研人員將電極植入了大腦內部。大腦半球上布滿深淺不一的溝和裂，但新研發的柔性電極可以貼合這些不規則的凸起和凹陷，更準確地記錄不同區域的神經反應。癲癇由腦部神經元異常放電引起，這種緊密包裹腦組織的神經電極，可直接對某些靶點的腦電活動進行調節，改善癲癇患者的腦功能。