東南網(wǎng)9月23日訊（福建日?qǐng)?bào)記者 李珂） “這一成果標(biāo)志著生物電子學(xué)領(lǐng)域的重要突破，讓傳統(tǒng)被動(dòng)固定式植入電極首次邁向可主動(dòng)控制、智能響應(yīng)、與生物組織協(xié)同運(yùn)動(dòng)的新階段。”記者從廈門大學(xué)獲悉，日前，廈門大學(xué)柔性電子（未來(lái)技術(shù)）研究院謝瑞杰助理教授，聯(lián)合中國(guó)科學(xué)院劉志遠(yuǎn)研究員團(tuán)隊(duì)、徐天添研究員團(tuán)隊(duì)及東華大學(xué)嚴(yán)威教授團(tuán)隊(duì)，在動(dòng)態(tài)神經(jīng)蠕蟲電極研究中取得重大進(jìn)展，相關(guān)成果發(fā)表在Nature（《自然》）期刊上。

神經(jīng)電極是連接生物神經(jīng)系統(tǒng)與外部電子器件的關(guān)鍵“橋梁”，在腦機(jī)接口、神經(jīng)調(diào)控、智能人機(jī)交互等領(lǐng)域展現(xiàn)出重要的應(yīng)用價(jià)值。植入式神經(jīng)電極能高精度檢測(cè)肌電、腦電等生物電信號(hào)，為解讀神經(jīng)信息提供了更豐富的信號(hào)來(lái)源，但實(shí)際應(yīng)用起來(lái)仍面臨兩大難題：一是長(zhǎng)期植入不穩(wěn)定，現(xiàn)有電極在植入過程中對(duì)組織損傷較大，且電極植入后，其與組織“硬度不匹配”，會(huì)持續(xù)引發(fā)免疫排異反應(yīng)，形成纖維層裹住電極，影響監(jiān)測(cè)效果；二是電極位置難調(diào)，想改位置往往要二次手術(shù)，這不僅增加了手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，還會(huì)造成額外的組織創(chuàng)傷，急需微創(chuàng)調(diào)整的新辦法。

針對(duì)這些問題，研究團(tuán)隊(duì)先想出了微創(chuàng)植入神經(jīng)蠕蟲電極的制備方法：把百納米厚的薄膜電極，設(shè)計(jì)成“C”形和“L”形導(dǎo)電圖案，再卷成纖維器件——“C”形圖案變成電生理傳感和連接位點(diǎn)，相鄰“L”形圖案重疊形成應(yīng)力傳感器。用這種方法，研究團(tuán)隊(duì)在一根纖維上集成了60通道電極，植入時(shí)能縫進(jìn)肌肉，創(chuàng)口僅200微米，還實(shí)現(xiàn)了43周內(nèi)高質(zhì)量穩(wěn)定監(jiān)測(cè)肌電信號(hào)；植入57周后，電極表面膠原纖維包裹層厚度不到23微米，穩(wěn)定性和生物兼容性都很出色。

更關(guān)鍵的是，團(tuán)隊(duì)在纖維器件端部做了磁性頭部，制成“神經(jīng)蠕蟲”。電極植入后，靠外部磁場(chǎng)引導(dǎo)就能微創(chuàng)移動(dòng)到目標(biāo)位置，精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)特定部位的電生理信號(hào)——既能在大腦皮層、深腦里移動(dòng)，監(jiān)測(cè)腦電信號(hào)，也能在肌肉和皮膚間的筋膜組織里可控移動(dòng)監(jiān)測(cè)肌電。這種“能跑的電極”打破了傳統(tǒng)靜態(tài)植入電極的局限，有望成為下一代電極的重要方向，也為人機(jī)接口研究開辟了新路子。

廈門大學(xué)柔性電子（未來(lái)技術(shù)）研究院謝瑞杰助理教授為本文的共同第一作者（排名第一），中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院劉志遠(yuǎn)研究員、徐天添研究員、韓飛副研究員及東華大學(xué)嚴(yán)威教授為本文共同通訊作者。本研究得到中國(guó)國(guó)家自然科學(xué)基金、廈門大學(xué)校長(zhǎng)基金等項(xiàng)目的資助。