革命性研究中开发了微创神经接口

由莱斯大学的Jacob Robinson和德克萨斯大学医学分部的Peter Kan领导的一个研究小组开发了一种诊断、管理和治疗神经系统疾病的技术，手术风险最小。该团队的研究结果发表在11月11日的《Nature Biomedical Engineering》杂志上。

传统的连接神经系统的方法通常需要在头骨上开一个洞来连接大脑，而研究人员开发了一种被称为内胆接口（ECI）的创新方法，允许电记录和刺激神经结构，包括大脑和脊髓，通过脑脊液（CSF）。

电气、计算机工程和生物工程教授Robinson说：“使用ECI，我们可以同时进入多个大脑和脊髓结构，而无需打开颅骨，从而降低了与传统手术技术相关的并发症风险。”

ECI利用神经系统周围的脑脊液作为输送目标装置的途径。通过在腰部进行简单的腰椎穿刺，研究人员可以引导一根灵活的导管进入大脑和脊髓。

利用微型磁电驱动的生物电子学，整个无线系统可以通过一个小的经皮手术来部署。柔性导管电极可以从脊髓蛛网膜下腔自由导航到脑室。

“这是第一个报道的技术，通过一个简单的微创腰椎穿刺，使神经接口同时进入大脑和脊髓，”教授兼UTMB神经外科主席Robert L. Moody Sr. Kan说。“它为中风康复、癫痫监测和其他神经学应用的治疗带来了新的可能性。”

为了验证这一假设，研究小组利用磁共振成像技术对人类患者的腔内空间进行了表征，并测量了蛛网膜下腔或充满液体的空间的宽度。研究人员随后在大型动物模型上进行了实验，特别是羊，以验证这种新神经接口的可行性。

他们的实验表明，导管电极可以成功地输送和引导到心室空间和脑表面进行电刺激。通过使用磁电植入物，研究人员能够记录肌肉激活和脊髓电位等电生理信号。

初步的安全性结果显示，电子设备长期植入大脑后30天内，ECI仍保持功能，损伤最小。

此外，该研究表明，与需要抗血栓药物治疗且受血管小尺寸和位置限制的血管内神经界面不同，ECI可以在不使用药物的情况下更广泛地进入神经靶点。

赖斯大学校友、该研究的主要作者Josh Chen说：“这项技术为微创神经接口创造了一个新的范例，可以降低植入式神经技术的风险，使更广泛的患者群体能够接触到这项技术。”