大部分現有腦機接口系統(tǒng)只能使用一到兩個傳感器進行采樣，而最新出現的神經界面系統(tǒng)，可協(xié)調數百個極微小的大腦傳感器的活動。該成果朝著腦機接口的新概念形態(tài)邁出了關鍵一步。相關研究近日發(fā)表在英國《自然·電子學》雜志上。
腦機接口作為一種新興的輔助設備，有朝一日可能將幫助大腦或脊髓受損的患者重新獲得行動或交流能力。腦機接口系統(tǒng)依賴于植入式傳感器，這些傳感器負責記錄大腦中的電信號，再借助信號驅動計算機或機械假肢等外部設備。當前大多數腦機接口系統(tǒng)使用一到兩個傳感器對最多數百個神經元進行采樣，但神經科學家們一直希望能通過更多傳感器、從更大規(guī)模的腦細胞群中收集數據。
此次，包括美國布朗大學、貝勒大學等機構工程師在內的研究團隊向著腦機接口的未來新形態(tài)邁出了關鍵一步。新研發(fā)的系統(tǒng)采用獨立的無線微型神經傳感器組成協(xié)調網絡，每個傳感器大約只有一粒鹽的大小，可記錄并刺激大腦活動。這些被稱為“神經谷?！钡膫鞲衅?，能夠獨立記錄由激發(fā)神經元產生的電脈沖，并將信號無線發(fā)送至體外集線器進行協(xié)調與處理。
實驗中，研究團隊展示了使用48個“神經谷?！眰鞲衅鞒晒τ涗泧X動物神經活動的重大成果。這些“谷?！狈胖迷趧游锏拇竽X皮層上，成功記錄了與自發(fā)大腦活動相關的特征性神經信號，且數據表明，系統(tǒng)的當前配置可以支持多達770個“神經谷?！?。團隊希望其最終可協(xié)調數千個“神經谷粒”，為人們提供一個從未見過的大腦活動“圖景”。
研究人員表示，腦機接口領域的一大挑戰(zhàn)就是設計出方法來探測大腦中盡可能多的點。他們認為，有朝一日人們將能夠以前所未有的細節(jié)記錄大腦信號，從而對大腦工作方式產生新的認知，為大腦或脊髓損傷的人提供全新治療方法。
總編輯圈點
這項成果表面上實現了兩大技術突破：其一是可以檢測、放大信號，但卻是足夠小的特殊電子設備；其二是一個可以接收信號的體外集線器。但實際上，這是一次真正的多學科挑戰(zhàn)——其過程必須匯集電磁學、射頻通信、電路設計、制造和神經科學方面的專業(yè)知識，才能完成對“神經谷?！钡脑O計和操作?，F階段，要使這個完整的系統(tǒng)走入現實其實還有很多工作要做，但至少最關鍵的一步，科學家們已經邁出。
（責任編輯：蔡文斌）
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