中国神经外科国际合作研究柔性高密度微阵列电极助力脑机接口首次“登顶”Science期刊

近日，北京天坛医院神经外科联合斯坦福大学化学工程系鲍哲南院士、天津大学化学系胡文平教授的团队，提出紧密贴合在脑干等不规则区域的柔性可拉伸高密度微阵列电极。这是目前世界上精度最高的柔性可拉伸微阵列电极，该技术在精准识别脑干等部位重要神经核团、神经传导束和肿瘤功能学边界方面具有重要的临床转化价值。

现代神经外科以精准作为终极目标，需要多种高科技技术的不断助力，神经电生理监测即是其中的一种。实时且高精度地可视化脑内术腔神经传导束或脑干等重要部位的神经核团，是提高手术精准度、保护神经功能的关键技术。首都医科大学附属北京天坛医院神经外科贾旺教授团队基于目前的临床实践，提出临床问题和“卡脖子”技术瓶颈，目前应用手持式探针对可疑核团区域直接电刺激、医生靠想象构建核团位置的技术体系无法满足临床需求，病人致残率高。为此，北京天坛医院神经外科联合斯坦福大学化学工程系鲍哲南院士、天津大学化学系胡文平教授的团队，提出紧密贴合在脑干等不规则区域的柔性可拉伸高密度微阵列电极，有望解决以上临床问题。

合作团队创新性地采用导电聚合物的分子设计新策略研发出本征可拉伸电极材料，在加工到2微米尺度下仍能保持可拉伸性和高导电性的特征，实现了可拉伸有机电子器件领域的重大突破。基于柔性的优势，该电极能适形于脑干或神经外科术腔等多种不规则且组织易损伤的场景；基于可拉伸的特性，术中器械牵拉扭转等操作不会损伤纤薄的电极；基于高导电性和高密度的特征，应用该电极能精准定位到单个神经元的精度，以“热图”的形式快速且准确地勾勒脑干神经核团。

这一研究成果3月25日在线发表于《科学》期刊（Science，影响因子47.728），实现了中国神经外科领域以第一或通讯（含共同）作者在Science顶级刊物上发表论文零的突破。斯坦福大学鲍哲南院士、天津大学王以轩副教授作为共同通讯作者，斯坦福大学蒋圆闻博士、张智涛博士、王以轩副教授和北京天坛医院神经外科李德岭副教授作为共同第一作者。贾旺教授团队在提出生物医学问题、开展动物实验、调试电极参数、分析数据和撰写论文等步骤发挥重要作用。

柔性电极和柔性电子器件不仅能助力神经外科手术更加精准，而且可以作为脑机接口中记录神经界面电信号、实施精准刺激的核心技术，在未来的脑科学研究与临床转化中将发挥重要作用。北京天坛医院神经外科将依托国家神经疾病医学中心、国家神经系统疾病临床医学研究中心等平台，继续深入开展颅底重要神经功能监测新技术、神经损伤修复新模式和肢体瘫痪病人闭环智能修复新策略等基础和临床转化研究，从神经外科的角度助力脑科学发展，最终惠及病人。