工程师发明了具有微针和柔性背板的先进脑机接口

加利福尼亚大学圣地亚哥分校的工程研究人员发明了一种先进的脑机接口（BCI），它由一个柔性和可成型的背板以及穿透性微针组成。这种柔性背板使得BCI能够更均匀地贴合大脑的复杂曲面。它还允许BCI更均匀地分布微针，这些微针穿透了大脑皮层。

微针和柔性背板

这些微针比人类头发细10倍，从柔性背板中伸出。它们然后穿透大脑组织的表面，而不穿透表面静脉。这些微针能够记录来自大脑皮层神经细胞的信号。

该系统在啮齿动物中进行了测试，研究结果发表在《高级功能材料》杂志上。高级功能材料。

该团队由加利福尼亚大学圣地亚哥分校的电气工程教授Shadi Dayeh领导，团队成员还包括波士顿大学的生物医学工程教授Anna Devor领导的研究人员。

该系统的性能与现有的金标准BCI相媲美，后者使用穿透性针头。这种被称为“犹他阵列”的标准已经被证明可以帮助脊髓损伤和中风患者使用他们的思想控制机械肢体和其他设备。

新BCI的柔性和可成型性有助于实现大脑和电极之间的更密切接触，从而实现更好和更均匀的脑活动信号记录。BCI的构造方式允许更大的感知表面，这有助于它同时监测大脑表面的更大区域。

在实验中，包含1,024个微针的穿透性微针阵列能够成功地记录来自大鼠大脑的精确刺激信号。这意味着它覆盖了大脑表面的面积是当前技术的10倍。

柔性背板BCI也比传统的使用玻璃背板的BCI更薄、更轻。这种新的背板类型可以减少对大脑组织的刺激，这些组织与传感器阵列接触。

柔性背板也是透明的，研究人员说这可以用来进行涉及动物模型的基本神经科学研究，这些研究在其他情况下是不可能的。

带有触觉反馈的机械手

研究人员说，未来需要大空间覆盖的穿透性微针阵列来改进BCI，并使其能够用于“闭环系统”。这可以帮助行动严重受限的人，并可以为使用机械手的人提供触觉反馈。

机械手上的触觉传感器可以感知物体的质地、硬度和重量。它们会记录可以转换为电刺激模式的信息，这些模式通过电线传输到BCI外。然后，大脑会直接从这些电信号中接收关于物体的信息，人可以根据感知的信息调整他们的握力。

Dayeh实验室已经发明了各种战术传感器，可以用于这些应用。