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中国科学家研发“神经蚯蚓”脑机接口 “一次手术监测全脑”将成可能

来源:光明日报客户端2025-09-22 13:27

  科幻电影中的“脑机接口”技术正加速走向现实。北京时间9月17日,中国科学院深圳先进技术研究院与东华大学科研团队在《自然》期刊发表研究成果,成功研发出可在体内自由游走的智能纤维“神经蚯蚓”,实现一次手术即可监测全脑的技术突破。

中国科学家研发“神经蚯蚓”脑机接口 “一次手术监测全脑”将成可能

  这种被命名为NeuroWorm的智能纤维,灵感源自蚯蚓的“体节”结构,打造出仿蠕虫结构的动态、柔软、可拉伸的纤维神经接口。

  项目战略指导专家、东华大学先进纤维材料全国重点实验室主任朱美芳院士介绍,该研究提出了“活性”纤维神经的概念,并创制了一种仿地球蠕虫结构的、与生物组织力学高度匹配的、可拉伸和可移动的在体神经接口纤维平台。该平台成功实现了神经接口在大脑与肌肉系统的可控导航,以及动态实时、长时域(肌肉内13个月)的神经电信号和生物力学信号监测。东华大学先进纤维材料全国重点实验室、材料科学与工程学院研究员严威表示,这一突破性成果标志着神经电子学从静态植入向动态交互、从刚性器件向主动智能纤维系统的范式转变,为未来脑-机接口、可穿戴诊疗系统和慢病神经调控开辟了全新路径。

中国科学家研发“神经蚯蚓”脑机接口 “一次手术监测全脑”将成可能

  “NeuroWorm”的设计、制造策略和演示

  相较于传统“固定哨所”式神经接口设备,“神经蚯蚓”实现了三大突破:在一根头发丝粗细的纤维上集成60个传感器,数量达传统设备的15倍;纤维质地柔软,与人体组织生物相容性优异,动物实验中留存13个月仍无明显排异;通过开放式磁控策略,可在体内可控推进转向,无需二次手术即可完成跨区域监测。实验中,它能如蚯蚓般在实验小白鼠体内穿梭,精准记录沿途神经信号。

  这一技术为神经疾病诊疗开辟新路径。传统帕金森病治疗需在大脑不同区域多次植入电极,而“神经蚯蚓”一次植入即可游走至多个病灶区,兼具监测与电刺激治疗功能。其长期稳定监测能力,更能像“神经监护仪”般捕捉帕金森病、阿尔茨海默病早期信号,为神经疾病的“早期干预”开辟了新的途径。

中国科学家研发“神经蚯蚓”脑机接口 “一次手术监测全脑”将成可能

  磁场控制下“NeuroWorm”对脑部与皮下筋膜的动态监测

  下一步,合作团队计划通过构建大型电磁线圈阵列,打造高强度、动态可调的磁场环境。同时,结合微型磁针阵列及闭环运动控制策略,力求在复杂组织内部实现安全、精准、实时的导航与感知解耦控制。这一突破将推动生物电子学从“固定被动记录”向“移动智能协同”的关键性跨越。团队期望未来能与更多应用单位开展紧密合作,以加速推动该技术的实际应用。(光明日报全媒体记者颜维琦 通讯员 魏娜)

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