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脑机接口新突破:超薄石墨烯脑植入物首次在人体进行测试

二十年前,英国曼彻斯特大学的安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫首次成功分离出石墨烯,这种由单层原子组成的扁平碳材料被誉为”神奇材料”。它不仅是已知最薄的材料,还是最坚固的材料之一。这项突破性发现为两位科学家赢得了2010年的诺贝尔物理学奖。

如今,石墨烯已经在多个领域得到应用,包括电池、传感器、半导体、空调和耳机等。而最近,它又迈出了一个重要的步伐——进入了人类大脑。

西班牙公司InBrain Neuroelectronics开发的一种由石墨烯制成的薄胶带状植入物,最近在曼彻斯特大学进行了首次人体试验。这种植入物被暂时放置在患者的大脑皮层上,作为一种脑机接口(BCI)设备,用于收集和解码脑信号。

这项试验的主要目标是证明石墨烯与人脑直接接触的安全性。同时,研究人员还观察到,这种设备能够以微米级精度区分健康和癌变的脑组织,这对于脑部手术规划具有重要意义。

相比传统的金属电极,石墨烯植入物具有多项优势:

  1. 更好的柔韧性:石墨烯设备比传统电极更灵活,可以更好地贴合大脑表面,甚至可以放置在难以安放传统电极的位置。
  2. 更高的精度:InBrain的设备包含48个微小的解码石墨烯电极,每个电极只有25微米,远小于传统电极。
  3. 更强的导电性:石墨烯是极好的导体,不会氧化,可以向大脑注入比当前深部脑刺激(DBS)系统高200倍的电荷。该公司建造的表面阵列还有 12 个刺激电极,由 8,400 个石墨烯微岛组成,可以提供集中刺激,但在这项初步的人体研究中,刺激不会被打开。
  4. 更少的副作用:由于石墨烯植入物更柔软,与大脑组织的性质更相近,可以减少因硬度不匹配导致的炎症或疤痕。

InBrain公司的目标不仅仅是开发用于脑部映射的设备,还计划将其用于治疗各种神经系统疾病,如帕金森病、癫痫、中风等。他们正在开发一种可以穿透大脑组织并传递精确电刺激的植入物,希望能够改进当前的深部脑刺激治疗方法。

公司开发的设备的商业版本将有近 100 个电极,该公司还在开发一款有 1,024 个电极的设备。电极越多,从大脑记录的数据就越多。由于石墨烯点非常小,该设备还可以提供非常精确的刺激。

尽管石墨烯技术在脑机接口领域显示出巨大潜力,但目前仍处于初步研究阶段。InBrain公司首先需要通过安全性研究,证明石墨烯植入物可以安全地应用于人类大脑。获取更多有价值信息 访问:https://byteclicks.com

这项研究不仅标志着石墨烯技术在医疗领域的重要突破,也为脑机接口的未来发展开辟了新的道路。

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