近日，克里克大學(xué)、斯坦福大學(xué)和倫敦大學(xué)學(xué)院的研究人員聯(lián)合開發(fā)了一種可以在一定范圍內(nèi)精確地記錄大腦活動(dòng)的新方法。這項(xiàng)技術(shù)可能會(huì)帶來(lái)新的醫(yī)療設(shè)備，以幫助截肢者、癱瘓者或患有運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元疾病等神經(jīng)疾病的患者。
這項(xiàng)基于小鼠研究的新方法，可以精確、可擴(kuò)展地記錄大面積區(qū)域大腦活動(dòng)，包括同時(shí)在大腦表層和深層區(qū)域的活動(dòng)。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》（Science Advances）雜志上。
近年來(lái)，神經(jīng)記錄技術(shù)迅速發(fā)展，目前主要是基于平面探測(cè)器（例如，密歇根探針，Neuropixels 和 Neuroseeker）或微機(jī)械硅陣列（Blackrock Utah 陣列）。
在這項(xiàng)最新的研究中，研究人員提供了第三種選擇，可以保留小型微導(dǎo)線對(duì)組織的低損傷，同時(shí)可以將前沿的硅陣列技術(shù)迅速應(yīng)用于神經(jīng)科學(xué)。
這種新設(shè)備采用了最新的電子技術(shù)和工程技術(shù)，結(jié)合了硅芯片技術(shù)與比人的頭發(fā)還要細(xì) 15 倍的超細(xì)微型導(dǎo)線。由于這種導(dǎo)線如此細(xì)，所以它們可以在不會(huì)對(duì)大腦造成嚴(yán)重?fù)p傷的情況下，被植入大腦深處。除了能夠準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)大腦活動(dòng)之外，該設(shè)備還可以將電信號(hào)注入大腦的精確區(qū)域。
克里克行為神經(jīng)生理學(xué)實(shí)驗(yàn)室研究組組長(zhǎng)、倫敦大學(xué)學(xué)院（UCL）神經(jīng)科學(xué)教授 Andreas Schaefer 表示：“這項(xiàng)技術(shù)為許多激動(dòng)人心的未來(lái)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。它可能會(huì)帶來(lái)一種能夠?qū)⒋竽X信號(hào)傳遞給機(jī)器的技術(shù)，例如，幫助截肢患者控制假肢來(lái)握手或站立。當(dāng)神經(jīng)元受損且無(wú)法自我激活時(shí)，比如運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元疾病，這項(xiàng)技術(shù)也可以用于在大腦中產(chǎn)生電信號(hào)?！?br>
當(dāng)該設(shè)備連接到大腦時(shí)，來(lái)自活動(dòng)神經(jīng)元的電信號(hào)通過(guò)附近的微導(dǎo)線傳到硅芯片上，在硅芯片上對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，顯示出大腦的哪些區(qū)域處于活動(dòng)狀態(tài)。該設(shè)備的一個(gè)關(guān)鍵特性是：設(shè)備的設(shè)計(jì)可以根據(jù)動(dòng)物的大小方便地進(jìn)行縮放，一只老鼠需要使用幾百根電線，而大型哺乳動(dòng)物則需要使用超過(guò) 10 萬(wàn)多條。這一關(guān)鍵特性意味著它在將來(lái)有可能被用于人類。
該項(xiàng)研究的共同作者、克里克行為神經(jīng)生理學(xué)實(shí)驗(yàn)室的博士后、UCL 的高級(jí)研究員 Mihaly Kollo 說(shuō)：“記錄大腦活動(dòng)面臨的一大挑戰(zhàn)是，如何在不造成大量組織損傷或出血的情況下，讓這些被稱為電極的電線就位，尤其是在較深的區(qū)域。我們的方法通過(guò)使用足夠薄的電極來(lái)克服這個(gè)問(wèn)題?！?br>
“另一個(gè)挑戰(zhàn)是記錄許多神經(jīng)元的活動(dòng)，這些神經(jīng)元在三維空間中以復(fù)雜的形狀分層分布。因?yàn)殡娋€可以很容易地排列成任何三維形狀，我們的方法再次提供了一個(gè)解決方案?！?br>
該研究中描述的技術(shù)也是基于本文作者之一 Matthew Angle 創(chuàng)辦的 Paradromics 公司開發(fā)的一個(gè)完全集成的大腦計(jì)算機(jī)接口系統(tǒng)。這家總部位于得克薩斯州的公司正致力于開發(fā)一個(gè)醫(yī)療設(shè)備平臺(tái)，以改善癱瘓、感覺(jué)障礙和耐藥神經(jīng)精神疾病等重大疾病患者的生活。參考資料：
https://www.crick.ac.uk/news/2020-03-20_new-brain-reading-technology-could-help-the-development-of-brainwave-controlled-devices近期精彩集錦——
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