【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】近日，上海微系統(tǒng)所傳感器技術(shù)全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室周志濤研究員團(tuán)隊(duì)與上海腦虎科技有限公司陶虎研究員團(tuán)隊(duì)合作，開發(fā)出蠶絲蛋白賦能的微創(chuàng)植入式腦室內(nèi)柔性神經(jīng)界面，可在腦脊液環(huán)境中自展開，適形貼附于深腦核團(tuán)及腦室等大腦“內(nèi)表面”并長(zhǎng)期在體監(jiān)測(cè)，為深腦核團(tuán)相關(guān)神經(jīng)疾病的解析提供了一種全新的技術(shù)手段。相關(guān)研究成果以“Silk-enabled Conformal Intraventricular Interfaces for Minimally Invasive Neural Recordings”為題于2025年10月23日發(fā)表于國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《自然•通訊》(Nature Communications)(DOI: 10.1038/s41467-025-64397-9)。
 

　　研究背景
 

　　深部腦結(jié)構(gòu)(丘腦、基底節(jié)、邊緣系統(tǒng)、腦干和小腦等)在認(rèn)知、情緒和運(yùn)動(dòng)等功能中發(fā)揮關(guān)鍵作用，其中腦室周結(jié)構(gòu)及功能異常與帕金森病、阿爾茨海默病、抑郁和孤獨(dú)癥等多種疾病密切相關(guān)?，F(xiàn)有柔性平面電極雖具大覆蓋與高貼附的優(yōu)勢(shì)，但難以微創(chuàng)植入大腦的“內(nèi)表面”；而SEEG、Neuropixels等穿刺式神經(jīng)電極可達(dá)深腦，卻可能對(duì)目標(biāo)核團(tuán)造成侵襲，且在動(dòng)態(tài)腦脊液環(huán)境下進(jìn)行大面積、低損傷、長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)仍面臨挑戰(zhàn)。因此，構(gòu)建一種與微創(chuàng)神經(jīng)外科流程相兼容、可在腦室內(nèi)穩(wěn)定貼附并實(shí)現(xiàn)高信噪比監(jiān)測(cè)的柔性神經(jīng)界面，具有重要的基礎(chǔ)研究與臨床轉(zhuǎn)化意義。
 

　　關(guān)鍵技術(shù)
 

　　絲蛋白賦能微創(chuàng)植入式腦室內(nèi)柔性神經(jīng)界面總體概覽：微創(chuàng)遞送與自展開貼附示意、器件爆炸圖、曲面適形有限元仿真與實(shí)物驗(yàn)證、系統(tǒng)實(shí)物、可變形微電極與絲蛋白支架，以及微創(chuàng)植入界面器件的集成
 

　　研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地提出形狀記憶絲蛋白支架結(jié)合可變形微電極陣列的神經(jīng)界面方案：可微型化裝配于臨床常用規(guī)格微創(chuàng)手術(shù)導(dǎo)管實(shí)現(xiàn)微創(chuàng)遞送；進(jìn)入側(cè)腦室后憑借絲蛋白支架的形狀記憶功能實(shí)現(xiàn)自展開與適形貼附；電極走線層引入共面金屬屏蔽以抑制工頻噪聲干擾，保障在復(fù)雜手術(shù)環(huán)境與長(zhǎng)期隨訪中的信號(hào)質(zhì)量。團(tuán)隊(duì)在帕金森綿羊中完成術(shù)中與自由活動(dòng)狀態(tài)下的在體驗(yàn)證，神經(jīng)界面在綿羊尾狀核頭表面實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定記錄，成功捕捉到帕金森病相關(guān)β振蕩以及對(duì)左旋多巴干預(yù)的響應(yīng)，并在為期四周的慢性記錄中維持良好電學(xué)性能與組織相容性，展示出面向深腦及腦室通路的微創(chuàng)、長(zhǎng)期、廣覆蓋神經(jīng)環(huán)路監(jiān)測(cè)能力。
 

　　該論文第一作者為上海微系統(tǒng)所博士生梁佶智和博士后王馨兒，通訊作者為上海微系統(tǒng)所周志濤研究員、腦虎科技陶虎研究員。中國(guó)科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所為該研究第一完成單位和通訊單位，合作單位包括復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院等。該研究工作得到了中國(guó)科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)優(yōu)秀會(huì)員(Y2023070)、上海市基礎(chǔ)研究特區(qū)計(jì)劃(JCYJ-SHFY-2022-01)、國(guó)家自然科學(xué)基金(52371249)等項(xiàng)目的支持。