哈佛大學研發可注射柔性網狀腦電極：有望治愈帕金森癥

　　哈佛大學(Harvard University)化學教授及納米材料學先驅——查爾斯·利伯(Charles Lieber)實驗室研究者在《Nature Methods》雜志上發布了最新的電子腦接口研究成果：可注射柔性網狀腦電極，能夠在小鼠大腦實現單神經元細胞水平的細胞活動的長期、穩定監測，有望成為神經性疾病如帕金森癥的新療法。

　　電子腦接口對于治療神經性疾病如帕金森癥等至關重要。因為神經性疾病通常會引起大腦特定區域的一組神經元細胞逐漸凋亡，繼而引發不可控的戰栗或顫抖。而對病變區域針對性的電刺激，將有助于刺激神經元細胞恢復正常形態進而改善帕金森癥狀。

　　目前，神經性疾病患者的癥狀可以借助稱為深部腦刺激(deep brain stimulation)的電療得以緩解。然而，深部腦刺激療法的局限性很大。這種療法涉及到向大腦植入堅硬、密集的電極。由于腦組織十分柔軟，植入電極4周后，大腦開始產生疤痕組織(scar tissue)。并且，讓電極穿過腦組織有效工作的唯一辦法就是加大刺激神經元的電壓，而加大電壓又十分危險。此外，有時候還需要進行額外的手術替換植入電極。

　　利伯教授2007年的筆記描述了柔性網狀腦電極的初始構想

　　查爾斯·利伯團隊提出了非常新穎的構思：電子腦接口應該能反應大腦本身的細節。大腦神經元細胞彼此間相互連接，形成帶孔隙的神經元網絡，保證蛋白分子和液體能夠順利穿過。所以，電子腦接口也應該是柔性的交叉網格，為神經元細胞的附著留有孔隙，而不是用一個四四方方的實體電極將神經元細胞擠到其周圍。

　　左圖：硅片上批量生產的柔性網狀腦電極——兩層聚合物層之間加入金導線層。右圖：細節放大圖，中部較大的接觸電極(圓形)用于對神經元細胞施加電刺激，而較小的接觸電極用于測量神經元的響應。

　　利伯團隊設計的電子腦接口是一種極其柔軟的條帶狀網格電極，具有夾心“三明治”結構——上下各一層柔性聚合物薄層中間夾入金導線層。這種柔性網狀電極極易卷曲形成細長針狀，所以可以通過針頭注射而避免了大量的手術移植。

　　左圖：小鼠注射柔性網狀腦電極示意圖;右圖：與注射柔性網狀電極相連的外部控制單元——施加電刺激以及記錄神經元響應。