中国科学家研发“神经蠕虫”：如头发丝般纤细 可在颅内游走

9月18日消息，中国科学院深圳先进技术研究院宣布，他们联合东华大学的科研团队，历经5年协同攻关，成功研发出名为“神经蠕虫”（NeuroWorm）的新型神经纤维电极。当外部磁场控制系统启动时，这根直径仅196微米的柔性纤维突然如活物般在脑组织模型中蜿蜒前行，其头部精准转向预定区域——这是全球首款可自主导航的"神经蠕虫"（NeuroWorm）正在进行功能验证。这项突破性成果登上《自然》期刊封面，标志着中国在动态脑机接口领域实现从"跟随"到"引领"的跨越。

研究团队从蚯蚓的蠕动模式中获得关键启示。蚯蚓通过体节交替收缩实现无肢运动，这种高效的能量传递机制被转化为"分段式磁驱动"技术。科研人员采用新型铁铂合金纳米颗粒作为磁控单元，在直径不足50微米的电极头部集成128个微型磁畴，每个磁畴可独立响应外部磁场变化。就像给蚯蚓装上"纳米级指南针"，这种设计使得纤维能在0.05特斯拉磁场强度下完成90度转向，转向精度达到±3微米，远超现有磁控导管性能。

材料创新同样令人惊叹。团队开发出具有"记忆弹性"的聚酰亚胺-液态金属复合材料，通过微纳加工工艺将60个电极通道以螺旋拓扑结构集成在单根纤维上。这种设计使得电极在卷曲成直径200微米的最终形态时，仍能保持各通道间98.7%的信号隔离度。东华大学材料学院李教授打了个形象的比喻："就像把60条高速公路压缩到一根头发丝里，还要确保所有车辆互不干扰。"

传统植入式电极面临"观测盲区"难题。美国布朗大学2023年研究显示，固定电极阵列在使用6个月后，其有效监测范围会衰减40%以上。而"神经蠕虫"通过动态重定位能力，在兔脑实验中成功实现海马体与运动皮层的交替监测，信号保真度维持在92.5±3.1%。更关键的是，其柔性特质使植入创伤降低至传统方法的1/20，实验动物术后24小时即可恢复自然活动。

"这相当于把定点摄像头升级为可移动的监控无人机。"项目负责人王研究员解释道。团队开发的实时影像导航系统结合光学相干断层扫描（OCT）和超声定位，能以30帧/秒的速度追踪纤维位置，配合自适应路径规划算法，可在5秒内完成1厘米距离的精确抵近。这种动态特性对癫痫病灶定位等临床应用具有革命性意义。

在生物相容性测试中，"神经蠕虫"展现出惊人的稳定性。大鼠腿部肌肉植入实验显示，其表面修饰的仿生磷脂双分子层能有效抑制胶原纤维包裹，43周后仍保持85%以上的初始导电性能。深圳先进院已与北京天坛医院展开合作，首批临床试验将聚焦渐冻症患者的神经信号采集。

产业转化同样快速推进。研发团队创新性地采用半导体行业的卷对卷（Roll-to-Roll）制造工艺，使单批次产量提升至千米级，单位成本降至传统深部脑刺激电极的1/8。据估算，这项技术有望在3年内催生百亿规模的神经调控设备市场。

除了医疗领域，"神经蠕虫"在增强现实交互方面展现出独特潜力。通过捕捉运动皮层信号，研究人员已实现猴子对机械臂的16自由度控制，响应延迟缩短至8毫秒。更令人振奋的是，团队正在开发"神经蜂群"系统，通过多根纤维的协同作业，有望实现全脑尺度的动态监测。

正如《自然》期刊配发评论指出："这项技术重新定义了脑机接口的时空维度。"当人类能够像调节望远镜焦距那样自由探索神经回路，"读懂思维"不再停留于科幻想象。随着中国在柔性电子和磁控技术领域的持续突破，一场关于脑科学研究的全新范式正在东方孕育。