一片柔软如蝉翼的电极阵列,不但能在太空中稳定工作,更可能成为打开人类大脑奥秘之门的关键钥匙。
近日,西北工业大学常洪龙、吉博文科研团队宣布了一项关键突破。他们成功研发出“三维锥形碳基软性大脑皮层电极阵列”,直接破解了困扰脑机接口领域多年的核心难题。
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大家可能都听过“脑机接口”这个词,但它的难点究竟在哪里?
简单说,就是在人脑与外部设备之间建立一条直接的通信线路。这对于帮助瘫痪患者重新控制肢体、或者让失语者“说话”具有革命性意义。但这条路走起来异常艰难。
过去,科学家们大多使用金属材料制作植入大脑的电极。问题是,大脑柔软得像豆腐,而金属电极坚硬。
这种“硬碰软”的长期接触,容易导致脑组织发炎、留下疤痕,采集到的神经电信号也会越来越弱、越来越不准。这成了全球科学家都想攻克的技术瓶颈。
就在最近,来自中国西北工业大学的团队带来了一个全新的解决方案。他们做出了一个柔软且能贴合大脑曲面的微小电极阵列。
这项成果不仅成功解决了对脑组织的损伤和信号衰减问题,甚至首次在太空环境中完成了技术验证。这意味着,它既能为地面上的患者带来福音,也可能为未来航天员在轨健康监测甚至地外探测提供全新工具。
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这项突破的核心,是一种名为“三维锥形碳基软性大脑皮层电极阵列”的器件。名字很长,但原理很巧妙。
想象一下,传统金属电极就像一根根细小的钢针。而西工大团队研发的新电极,基底和探针都是柔软的,采用一体化设计,就像一层极其贴合皮肤的电子纹身。
它能随着大脑皮层的沟回起伏而变形,紧密贴合,实现“零损伤”植入。材料上,团队选用了生物相容性更好的碳基材料,大大减少了排异和炎症反应。
更重要的是性能提升。测试表明,新电极在信号采集精度、稳定性等关键指标上,比传统金属电极优化了数百倍。
它还能在超高场核磁共振设备中正常工作,这使得医生可以在患者植入电极的同时,进行精细的脑部成像扫描,实现“电信号”与“影像”的多模态同步监测,极大助力于精准医疗。
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一项技术要从实验室走向病床,必须经过严格的医疗标准检验。目前,该电极阵列已通过第三方医疗器械质量检验院的认证。
在生物相容性和长期植入稳定性方面,它已满足医用标准。这为后续推进长期的临床试验和最终的临床应用,铺平了最关键的道路。
这一突破,不仅是一个器件的成功,更是中国在 微机电系统(MEMS) 这一先进制造核心领域顶尖创新实力的体现。MEMS技术是制造各种微型传感器和执行器的基石,被誉为智能制造的“感知器官”。
西工大团队将MEMS工艺与生物医学需求深度融合,攻克了从设计、材料到制造的全链条难题,是“中国智造”向高端精密医疗器械领域进军的又一标志性成果。
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脑机接口,已被明确视为未来产业的重中之重。近年来,国家层面的政策支持力度空前。
从2023年工信部启动“揭榜挂帅”攻关脑机接口,到2024年将其列为未来产业十大创新标志性产品,再到2025年七部门联合发布产业创新发展实施意见,一条清晰的政策支持路径已经绘就。
市场的反应同样热烈。数据显示,2024年我国脑机接口市场规模约为32亿元,预计到2027年将增长至近56亿元。
资本更是闻风而动。不完全统计,仅2025年前11个月,国内脑机接口领域就完成了24起融资。近五年,该领域融资总额已超百亿元,吸引了红杉、高瓴等众多顶级投资机构入局。
产业政策、市场规模与资本热情,正形成一股强大的合力,推动中国脑机接口技术从实验室加速跑向产业化。
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尽管前景光明,但脑机接口的未来之路仍需清醒看待。技术上的突破只是第一步,真正的挑战在于能否满足明确的临床需求、解决患者痛苦,并构建起可持续的商业模式。
例如,这项柔软的电极技术,首先可能应用于难治性癫痫的精准病灶定位和治疗,或严重脊髓损伤患者的大脑运动信号捕捉。它必须证明自己不仅更安全,而且在改善患者生活质量方面有不可替代的价值。
同时,国际竞争已进入白热化,伦理争议也随着技术深入而加剧。如何在使用这项“侵入式”技术时,确保人的自主性、隐私和尊严不受侵犯,是整个行业必须回答的严肃问题。
对于中国而言,这场关乎未来的竞赛,既是挑战也是机遇。
西工大的这项突破,为我们在全球脑机接口赛道的前沿争夺中,赢得了一个宝贵的先手。它证明了中国科学家和工程师有能力在最精微的尺度上,实现最人性化的创新。
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当我们谈论脑机接口时,我们最终谈论的是对人类自身潜力的重新定义。西工大的“柔性电极”像一把精巧的钥匙,它更安全、更敏锐地接触大脑,试图解读那最复杂的密码。
技术本身是中立的,但它的发展方向,取决于我们的选择与责任。这片柔软的碳基材料,能否真正承载起让瘫者行走、让盲者“看见”的沉重希望?
现在的问题是,这项技术最先将在哪个医疗领域为我们带来实实在在的治愈?当大脑的信号可以被清晰稳定地读取时,普通人与“超级大脑”的边界又在哪里?
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