利用腦-電腦介面技術繪製腦部活動

摘要：研究人員正在測試一種新型的腦-電腦介面（BCI），這種技術有潛力改變神經外科手術和病人護理。Layer 7 皮層介面擁有 1,024 個電極，可以精確地描繪腦部活動，這將為神經和精神疾病提供新的見解。這種靈活且超薄的裝置設計能夠最小化對組織的損傷，標誌著 BCI 技術的一次重大進步。這項研究旨在利用這些詳細數據來探索腦部功能和疾病影響，希望能發現新的治療方法。

關鍵事實：

創新設計：

Layer 7 皮層介面擁有 1,024 個電極，安裝在一層靈活的薄膜上，能夠高解析度地映射腦部活動。

跨學科研究：

位於西奈山醫院的多學科團隊正在分析這個介面的數據，以了解腦部行為的關係和疾病的影響。

臨床潛力：

這個 BCI 可能會顯著改善對神經疾病的理解，並引導出新的治療方法。

來源：西奈山醫院

來自西奈山醫學院的神經外科醫生和神經科學家組成的多學科團隊，是紐約首個研究這種新型腦-電腦介面的團隊，這種介面能夠即時映射腦部表面的大範圍區域，解析度比傳統神經外科手術中使用的陣列高出數百倍。

腦-電腦介面（BCI）是一種系統，能夠解讀腦部信號並將其轉換為外部技術的指令。BCI 的最終目標是幫助有嚴重神經疾病的病人恢復功能，讓他們僅用思想就能操作數位裝置。

這個裝置記錄高解析度的電生理信號，所收集的數據與使用標準皮層表面陣列獲得的數據進行比較。來源：神經科學新聞

Layer 7 皮層介面由精準神經科學公司 (Precision Neuroscience Corporation) 開發，包含 1,024 個小電極，覆蓋 1.5 平方公分的區域，嵌入在一層靈活的薄膜中，能夠貼合腦部表面。這層薄膜的厚度僅為人類頭髮的五分之一，設計上能夠由神經外科醫生在不損傷腦組織的情況下進行植入和移除。

西奈山醫院的神經外科主任兼西奈山生物設計 (Mount Sinai BioDesign) 的共同創始人喬舒亞·B·貝德森醫生（Joshua B. Bederson, MD）表示：“西奈山醫院在進行最先進的生物醫學和科學研究方面建立了國際聲譽，並致力於提供卓越的病人護理，還有創新的方法來開發新的治療和護理進展。”

他還說：“這種卓越、創新和合作的文化吸引了世界上最優秀的臨床醫生和研究人員，他們能夠迅速將研究突破轉化為對病人和社會有意義的產品和服務。”

“我們很自豪能成為參與這種新型陣列試驗的主要機構之一，並期待從我們將收集和分析的詳細信息中學到什麼。”

作為一項開放標籤的單臂可行性研究的一部分，西奈山的神經外科醫生在進行顱內手術時，暫時將這個研究裝置放置在參與者的腦部表面，這些手術通常會進行表面映射，並與誘發電位（測量腦部對感官刺激的反應的測試）或標準行為任務進行關聯。

這個裝置記錄高解析度的電生理信號，所收集的數據與使用標準護理的皮層表面陣列獲得的數據進行比較。

一組在人體電生理學方面擁有深厚專業知識的西奈山神經科學家將分析和解釋從這個裝置收集的大量數據。

這項研究的第二個目標是評估薄膜電極映射清醒行為任務的電生理相關性，包括運動、語言和認知任務的能力。

伊格納西奧·薩埃斯博士（Ignacio Saez, PhD）表示：“儘管人類大腦的活動非常複雜，但標準的監測工具只能捕捉到我們所需數據的一小部分——來自少數幾個區域，或以非常慢的時間解析度。”

他補充道：“這種低解析度的數據大大限制了我們對腦功能和腦部疾病的理解。”

薩埃斯博士表示：“這個新裝置令人興奮，因為它為我們提供了腦部電活動的極其詳細的描繪，能夠每秒捕捉來自每位參與者的千個腦部位置的數千個數據點。”

他說：“通過以這種前所未有的解析度監測神經元活動，我們在西奈山的跨學科團隊希望能獲得重要的見解，了解腦功能如何支持行為以及如何受到疾病狀態的影響。”

他強調：“我們的最終目標是獲得可行的知識，為神經和精神疾病開啟新的治療之門，並改善我們病人的生活品質。”

精準神經科學公司由本傑明·拉波波特醫生（Benjamin Rapoport, MD, PhD）共同創立，他是西奈山醫學院的神經外科助理教授，並且是一名執業神經外科醫生，擁有電機工程和計算機科學的博士學位。