由牛津大学和剑桥大学领导的研究团队创造了一种新型“受折纸启发的”脑电极，这些电极可以折叠成其大脑的一小部分，这一进展有望减少治疗癫痫等疾病或安装脑机接口所需的手术量。
研究介绍
准确测量大脑电活动是准确诊断和治疗癫痫等疾病的关键。然而，这通常需要外科医生在颅骨上开一个大口（即开颅手术）以将电极直接放置在大脑表面。这种高侵入性的手术通常需要长时间的恢复期，并存在严重的感染风险。
该研究发表在《自然》上，题为《受折纸启发的软流体驱动用于微创大面积皮层脑电图记录》。研究表明，使用折叠设计的脑电极可以在不影响功能的情况下，将所需的切口面积减少约五倍。
牛津大学工程系的高级作者克里斯托弗·普罗克特副教授表示：“这项研究提出了一种仅仅通过钥匙孔大小的手术就能直接实现与大脑大面积区域接口的新方法，这项工作的意义重大。首先，它为癫痫患者提供了一种侵入性较小的诊断工具。其次，我们认为它将促进脑机接口的新应用。”
该设备完全展开时，看起来像一个带有32个嵌入式电极的扁平矩形硅晶片，与电缆相连。这个约70微米厚（大约是人类头发的宽度）的晶片可以像手风琴一样折叠起来，使其能够通过一个仅6毫米宽的狭缝。一旦放置在大脑表面，晶片内充满压力流体的腔室就会膨胀并展开设备，以覆盖比原来大五倍的区域，最大可达600平方毫米。相比之下，使用相同尺寸的非折叠设备通常需要从颅骨上切除至少600平方毫米的区域。
研究人员在剑桥大学和博洛尼亚大学的设施中对麻醉猪进行了测试，证实了该设备的功能性，这表明展开的电极能够准确检测和记录大脑活动。
研究意义
研究团队表示，该设备有望在未来几年内开始用于治疗人类患者，根据世界卫生组织提供的数据，全球约有5000万人患有癫痫，其早逝风险是普通人群的三倍。
剑桥大学工程系的首席作者劳伦斯·科尔斯博士表示：“我们目前正在与临床合作伙伴合作，以完善设计，目标是在两年内开始对人类患者进行试验。除了癫痫外，这种方法还可用于诊断和治疗其他导致脑癫痫发作的疾病，如某些脑肿瘤。”
研究人员指出，这种折叠设计还可以减少安装脑机接口所需的手术量，这不仅有助于残疾人，还能优化人机交互。科尔斯博士补充道：“脑机接口是一个发展迅猛且充满希望的领域，其中一个方向是直接语音解码，即电极直接从大脑表面测量信号，以翻译出人们试图表达的内容。”
癫痫协会的医疗主任兼伦敦大学学院神经病学教授利·桑德表示：“这是一种令人兴奋的新型脑手术方法，但它仍处于起步阶段。任何能够减少脑手术的侵入性和感染风险的方法都值得欢迎，更不用说它它能缩短恢复时间的话。脑部手术只能对那些我们能够确定癫痫发作的患者进行，在这种情况下，利用电极方法进行治疗的方法为癫痫患者远离病痛提供了一线希望。”
新闻来源：Nature Communications
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