一片柔軟如蟬翼的電極陣列,不但能在太空中穩(wěn)定工作,更可能成為打開人類大腦奧秘之門的關鍵鑰匙。
近日,西北工業(yè)大學常洪龍、吉博文科研團隊宣布了一項關鍵突破。他們成功研發(fā)出“三維錐形碳基軟性大腦皮層電極陣列”,直接破解了困擾腦機接口領域多年的核心難題。
1
大家可能都聽過“腦機接口”這個詞,但它的難點究竟在哪里?
簡單說,就是在人腦與外部設備之間建立一條直接的通信線路。這對于幫助癱瘓患者重新控制肢體、或者讓失語者“說話”具有革命性意義。但這條路走起來異常艱難。
過去,科學家們大多使用金屬材料制作植入大腦的電極。問題是,大腦柔軟得像豆腐,而金屬電極堅硬。
這種“硬碰軟”的長期接觸,容易導致腦組織發(fā)炎、留下疤痕,采集到的神經(jīng)電信號也會越來越弱、越來越不準。這成了全球科學家都想攻克的技術瓶頸。
就在最近,來自中國西北工業(yè)大學的團隊帶來了一個全新的解決方案。他們做出了一個柔軟且能貼合大腦曲面的微小電極陣列。
這項成果不僅成功解決了對腦組織的損傷和信號衰減問題,甚至首次在太空環(huán)境中完成了技術驗證。這意味著,它既能為地面上的患者帶來福音,也可能為未來航天員在軌健康監(jiān)測甚至地外探測提供全新工具。
2
這項突破的核心,是一種名為“三維錐形碳基軟性大腦皮層電極陣列”的器件。名字很長,但原理很巧妙。
想象一下,傳統(tǒng)金屬電極就像一根根細小的鋼針。而西工大團隊研發(fā)的新電極,基底和探針都是柔軟的,采用一體化設計,就像一層極其貼合皮膚的電子紋身。
它能隨著大腦皮層的溝回起伏而變形,緊密貼合,實現(xiàn)“零損傷”植入。材料上,團隊選用了生物相容性更好的碳基材料,大大減少了排異和炎癥反應。
更重要的是性能提升。測試表明,新電極在信號采集精度、穩(wěn)定性等關鍵指標上,比傳統(tǒng)金屬電極優(yōu)化了數(shù)百倍。
它還能在超高場核磁共振設備中正常工作,這使得醫(yī)生可以在患者植入電極的同時,進行精細的腦部成像掃描,實現(xiàn)“電信號”與“影像”的多模態(tài)同步監(jiān)測,極大助力于精準醫(yī)療。
![]()
3
一項技術要從實驗室走向病床,必須經(jīng)過嚴格的醫(yī)療標準檢驗。目前,該電極陣列已通過第三方醫(yī)療器械質量檢驗院的認證。
在生物相容性和長期植入穩(wěn)定性方面,它已滿足醫(yī)用標準。這為后續(xù)推進長期的臨床試驗和最終的臨床應用,鋪平了最關鍵的道路。
這一突破,不僅是一個器件的成功,更是中國在 微機電系統(tǒng)(MEMS) 這一先進制造核心領域頂尖創(chuàng)新實力的體現(xiàn)。MEMS技術是制造各種微型傳感器和執(zhí)行器的基石,被譽為智能制造的“感知器官”。
西工大團隊將MEMS工藝與生物醫(yī)學需求深度融合,攻克了從設計、材料到制造的全鏈條難題,是“中國智造”向高端精密醫(yī)療器械領域進軍的又一標志性成果。
![]()
4
腦機接口,已被明確視為未來產業(yè)的重中之重。近年來,國家層面的政策支持力度空前。
從2023年工信部啟動“揭榜掛帥”攻關腦機接口,到2024年將其列為未來產業(yè)十大創(chuàng)新標志性產品,再到2025年七部門聯(lián)合發(fā)布產業(yè)創(chuàng)新發(fā)展實施意見,一條清晰的政策支持路徑已經(jīng)繪就。
市場的反應同樣熱烈。數(shù)據(jù)顯示,2024年我國腦機接口市場規(guī)模約為32億元,預計到2027年將增長至近56億元。
資本更是聞風而動。不完全統(tǒng)計,僅2025年前11個月,國內腦機接口領域就完成了24起融資。近五年,該領域融資總額已超百億元,吸引了紅杉、高瓴等眾多頂級投資機構入局。
產業(yè)政策、市場規(guī)模與資本熱情,正形成一股強大的合力,推動中國腦機接口技術從實驗室加速跑向產業(yè)化。
![]()
5
盡管前景光明,但腦機接口的未來之路仍需清醒看待。技術上的突破只是第一步,真正的挑戰(zhàn)在于能否滿足明確的臨床需求、解決患者痛苦,并構建起可持續(xù)的商業(yè)模式。
例如,這項柔軟的電極技術,首先可能應用于難治性癲癇的精準病灶定位和治療,或嚴重脊髓損傷患者的大腦運動信號捕捉。它必須證明自己不僅更安全,而且在改善患者生活質量方面有不可替代的價值。
同時,國際競爭已進入白熱化,倫理爭議也隨著技術深入而加劇。如何在使用這項“侵入式”技術時,確保人的自主性、隱私和尊嚴不受侵犯,是整個行業(yè)必須回答的嚴肅問題。
對于中國而言,這場關乎未來的競賽,既是挑戰(zhàn)也是機遇。
西工大的這項突破,為我們在全球腦機接口賽道的前沿爭奪中,贏得了一個寶貴的先手。它證明了中國科學家和工程師有能力在最精微的尺度上,實現(xiàn)最人性化的創(chuàng)新。
![]()
當我們談論腦機接口時,我們最終談論的是對人類自身潛力的重新定義。西工大的“柔性電極”像一把精巧的鑰匙,它更安全、更敏銳地接觸大腦,試圖解讀那最復雜的密碼。
技術本身是中立的,但它的發(fā)展方向,取決于我們的選擇與責任。這片柔軟的碳基材料,能否真正承載起讓癱者行走、讓盲者“看見”的沉重希望?
現(xiàn)在的問題是,這項技術最先將在哪個醫(yī)療領域為我們帶來實實在在的治愈?當大腦的信號可以被清晰穩(wěn)定地讀取時,普通人與“超級大腦”的邊界又在哪里?
特別聲明:以上內容(如有圖片或視頻亦包括在內)為自媒體平臺“網(wǎng)易號”用戶上傳并發(fā)布,本平臺僅提供信息存儲服務。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.