神经探针开发的一项突破可能改变临床医生和研究人员接触人脑的方式。工程师已开发出可定制的不锈钢神经探针,可在减少组织损伤的情况下实现深部脑传感,解决了现有技术长期存在的安全性和耐用性限制。
为何现有神经探针在实践中表现不足
现代神经科学和神经外科严重依赖神经探针来记录大脑的电活动。这些工具对于癫痫定位、深部脑刺激规划和基础脑研究至关重要。然而,大多数当前的神经探针由硅制成,这种材料本质上脆性高,在插入过程中容易断裂。基于硅的神经探针在浅层或小动物应用中表现良好,但其脆弱性限制了其在更深层脑区和更大脑部的使用。
不锈钢神经探针展现出强大性能
研究人员通过使用多层微制造工艺开发不锈钢神经探针来应对这些挑战。与硅不同,不锈钢具有高断裂韧性、弹性和通过在假体和冠状动脉支架中的广泛应用而确立的生物相容性。由此产生的探针被称为钢电极(steeltrodes),长度可达8厘米,同时宽度保持在约300微米。
这些神经探针支持高密度、多层电极集成和可选柔性电缆,能够以最小的侵入性实现精确记录。体内测试表明,在大鼠中通过完整硬脑膜成功植入,且皮质损伤最小。在猕猴中,探针从听觉皮层提供了单细胞和局部场电位的高保真记录,证实了它们适用于高分辨率电生理学。重要的是,该设计降低了手术过程中断裂的风险,这是对传统神经探针的关键安全改进。制造方法还支持可扩展生产,克服了与不锈钢微制造相关的历史障碍。
未来临床和研究意义
这些不锈钢神经探针代表了在临床环境中实现更安全、更易获取的脑监测的重要一步。对于临床医生来说,改进的耐用性和减少的组织创伤可能会扩大术中神经记录的使用,并改善癫痫手术和深部脑刺激程序的成果。
在研究环境中,这些探针为手工制作的电极提供了一种经济有效的替代方案,使多区域高密度脑记录的更广泛采用成为可能。随着开发的继续,由坚固、可扩展材料制成的神经探针可能会弥合实验精度与现实世界临床部署之间的差距,加速神经治疗学和脑疾病诊断的进展。
参考文献
艾哈迈德 Z 等人. 用于高分辨率记录的坚固微创微制造不锈钢神经接口. Nat Commun. 2026;DOI:10.1038/s41467-025-67681-w.
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