莱斯大学（Rice University）的工程师们最近开发出了据说是最小的植入式脑刺激器，并在人类患者身上进行了演示。
借助开创性的磁电传输技术，莱斯实验室的雅各布罗宾逊（Jacob Robinson）与Motif Neurotech公司和临床医生Sameer Sheth博士和Sunil Sheth博士合作，开发了的这个刺激器犹如豌豆大小。该设备可以通过一个外部发射器无线供电，并通过硬脑膜—头骨底部的保护膜，刺激大脑。
该设备被称为"数字可编程脑外治疗仪"（Digitally programmable Over-brain Therapeutic，DOT），它提供了一种治疗替代方案，比目前基于神经刺激的治疗方法拥有更大的患者自主权和可及性，并且比其他脑机接口(BCI)侵入性更小，可能会彻底改变耐药性抑郁症和其他精神或神经疾病的治疗。
该项研究最近发表在《Science Advances》。研究人员在这篇论文中，展示了该设备，它只有豌豆大小，可以激活运动皮层，从而让患者可以移动他们的手。研究人员表示：未来他们可以把植入物放在大脑的其他部位，比如前额叶皮层，希望它能改善抑郁症或其他疾病患者的执行功能。
现有的植入式脑刺激技术由相对较大的电池供电，这些电池需要放置在身体其他部位的皮下，并通过长线与刺激装置相连。这种设计上的限制需要进行更多的手术，使患者承受更大的硬件植入负担、电线断裂或失效的风险以及未来更换电池手术的需要。
这项研究的第一作者约书亚-伍兹（Joshua Woods）解释说：“我们通过使用外部发射器为设备无线供电，消除了对电池的需求。”
这项技术依赖于一种能将磁场转换成电脉冲的材料。这种转换过程在小范围内非常有效，而且具有良好的偏差容忍度，这意味着它不需要复杂或微小的操作来激活和控制。该装置的宽度为 9 毫米，可提供 14.5 伏的刺激。
植入物通过磁电效应获得全部能量。研究人员表示，在一些条件下，这种电力传输的物理学原理使得它比其他任何无线电力传输技术都要高效得多。
莱斯大学的工程师们开发出了首个在人类患者身上起作用的微型脑刺激器。(图片来源:Jeff Fitlow/Rice University)
近些年来，一些公司正在探索脑机接口的潜力，以彻底改变神经系统疾病治疗方法。Motif公司就是这些神经技术公司的其中之一。
罗宾逊说：“神经刺激是实现精神健康领域疗法的关键，药物的副作用和缺乏疗效使许多人没有适当的治疗选择。”
研究人员在一名人类患者身上对该设备进行了临时测试，用它来刺激运动皮层--大脑中负责运动的部分，并产生手部运动反应。接下来，他们在猪身上持续30天稳定地展示了该设备与大脑的接口。
研究人员伍兹表示："这在以前是不可能的，因为通过硬脑膜刺激大脑所需的信号的质量和强度，在此之前是不可能通过这种小的植入物进行无线传输的。”
至于下一步，罗宾逊说，在研究方面，他“对创造植入物网络和创造可以刺激和记录的植入物的想法非常感兴趣，这样他们就可以根据你自己的大脑特征提供适应性个性化治疗。”从治疗发展的角度来看，Motif Neurotech正在寻求FDA批准对人体进行长期临床试验。
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