工程師發明先進的微針腦機介面

加州大學聖地牙哥分校的工程研究人員發明了一種先進的腦機介面（BCI），它有一個柔軟且可塑的底座，以及穿透性的微針。這種柔軟的底座使得BCI能更均勻地貼合大腦複雜的曲面，並且能更均勻地分佈穿透皮層的微針。

微針和柔軟底座

這些微針比人類的頭髮細十倍，從柔軟的底座中伸出，然後穿透大腦組織的表面，而不會刺破表面的微血管。這些微針能夠記錄來自皮層神經細胞的信號。

這個新系統在小鼠身上進行了測試，研究結果發表在期刊《先進功能材料》（Advanced Functional Materials）上。

這個團隊由電機工程教授Shadi Dayeh領導，還包括來自波士頓大學的生物醫學工程教授Anna Devor及其研究人員。

這個系統的性能與現有的穿透針腦機介面黃金標準相當，這個標準被稱為“猶他陣列”（Utah Array），已經證明能幫助脊髓受傷和中風的患者。他們可以用思想來控制機器手臂和其他設備。

新型BCI的柔韌性和適應性有助於實現大腦與電極之間更緊密的接觸，從而更好、更均勻地記錄大腦活動信號。BCI的構造方式允許更大的感測面，這有助於同時監測更大範圍的大腦表面。

在實驗中，包含1,024個微針的穿透微針陣列能成功記錄由老鼠大腦精確刺激引發的信號。這意味著它的覆蓋面積是現有技術的十倍。

這種柔軟底座的BCI比傳統使用玻璃底座的BCI更薄更輕。這種新型底座可以減少與感測器陣列接觸時對大腦組織的刺激。

這些柔軟的底座也是透明的，研究人員表示，這可以用於進行基本的神經科學研究，涉及動物模型，這在其他情況下是無法實現的。

具觸覺反饋的機器手

研究人員表示，未來需要具有大空間覆蓋的穿透微針陣列，以改善BCI並使其能用於“閉環系統”。這可以幫助行動能力非常有限的人，並為使用機器手的人提供觸覺反饋。

機器手上的觸覺感測器可以感知物體的質地、硬度和重量。它們會記錄的信息可以轉換成電刺激模式，通過身體外的電線傳送到BCI。大腦將直接從這些電信號中接收有關物體的信息，然後人們可以根據感知的信息調整他們的抓握。

Dayeh實驗室已經發明了各種可以用於這些應用的觸覺感測器。