微型植入式腦刺激器僅豌豆大小，比其他腦機(jī)接口設(shè)備侵入性更小

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微型植入式腦刺激器被證明可在人體工作。圖片來源：杰夫·費(fèi)特羅/萊斯大學(xué)

科技日?qǐng)?bào)記者 張夢(mèng)然

美國(guó)萊斯大學(xué)工程師開發(fā)了人類患者可用的最小植入式腦刺激器。憑借開創(chuàng)性的磁電功率傳輸技術(shù)，這一僅豌豆大小的設(shè)備可無線供電，通過硬腦膜（附著在顱骨底部的保護(hù)膜）刺激大腦。該研究發(fā)表在最新一期《科學(xué)進(jìn)展》上。

名為數(shù)字可編程腦上治療的新技術(shù)，可用比其他腦機(jī)接口設(shè)備侵入性更小的方式，徹底改變耐藥性抑郁癥和其他精神或神經(jīng)系統(tǒng)疾病的治療。

現(xiàn)有的用于腦刺激的植入式設(shè)備由相對(duì)較大的電池供電，并通過長(zhǎng)線連接到刺激裝置。這意味著患者要承受較大的硬件植入負(fù)擔(dān)、電線斷裂或故障的風(fēng)險(xiǎn)以及未來更換電池需做的手術(shù)。

新設(shè)備可使用外部發(fā)射器為其無線供電，不再需要電池供電。該技術(shù)依賴于一種將磁場(chǎng)轉(zhuǎn)換為電脈沖的材料。這種轉(zhuǎn)換過程在小尺度上非常有效，且具有良好的錯(cuò)位容差，不需要復(fù)雜的操作來激活和控制。

研究人員用它來刺激患者大腦運(yùn)動(dòng)皮層并產(chǎn)生了手部運(yùn)動(dòng)反應(yīng)。他們還展示了該設(shè)備在實(shí)驗(yàn)豬體內(nèi)穩(wěn)定地與大腦連接了30天。

30分鐘的微創(chuàng)手術(shù)即可將設(shè)備放置在大腦上方的骨頭中。植入物和切口幾乎看不見，患者在手術(shù)當(dāng)天即可回家。對(duì)于某些疾病，例如癲癇，該設(shè)備可能需要永久或大部分時(shí)間處于開啟狀態(tài)。但對(duì)于抑郁癥和強(qiáng)迫癥等疾病，每天只需幾分鐘的刺激就足以帶來目標(biāo)神經(jīng)元功能的預(yù)期變化。未來患者在家中即可舒適地使用這項(xiàng)技術(shù)，而且擁有對(duì)該治療方式的完全控制權(quán)。

總編輯圈點(diǎn)

這項(xiàng)研究，讓人想起去年曾引起廣泛關(guān)注的一篇報(bào)道——我國(guó)醫(yī)生使用腦機(jī)接口嘗試治療難治性抑郁癥。在腦內(nèi)特定的神經(jīng)環(huán)路中的核團(tuán)植入電極，通過電刺激調(diào)節(jié)相應(yīng)核團(tuán)，讓患者重新?lián)碛蝎@得快樂的能力。本文中，美國(guó)工程師開發(fā)了植入式腦刺激器。它無需電池供電，操作起來大為便捷。大腦很多地方對(duì)我們來說仍是“黑匣子”，但科研人員盡力在已知的部分做文章，用各種方式療愈我們生病的大腦。