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通过变形方法改进脑接口电极阵列

无论是潜意识呼吸,还是行走、伸手、抓握等有意操作,人体的每一个动作都来自于强大的生物超级计算机“大脑”的神经系统传输的信号。然而,就像任何计算机一样,大脑可能会发生故障并发送错误的信号或根本不发送信号,从而导致各种神经系统疾病。

多年的神经科学研究导致植入电极阵列或小电线,以测量通常通过神经系统发送的电势能。这些阵列可以让患者(例如那些患有锁定综合症的患者,他们可以充分思考和推理,但除了控制眼睛的肌肉外,无法移动任何肌肉)做以前无法想象的事情,例如仅用自己的思想指挥机器人。

然而,随着研究的进展,观察表明电极阵列并不能长期持续。当前的侵入性植入方法会产生疤痕组织,并且随着设备周围形成疤痕层,电极阵列接收到的具体信息较少。疤痕组织德克萨斯农工大学生物医学工程系和材料科学与工程系副教授泰勒·韦尔博士表示,疤痕组织最终会导致神经元之间的细微差异变得难以

“这些设备一开始可能会获得良好的信息,但随着时间的推移,由于性能退化,您获得的信息会越来越少,”韦尔说。“患有闭锁综合症等终生疾病的人需要一种设备来长期持续发挥作用。如果它不能持久,那么您的工具就不完美。”

为了解决这个问题,Ware 启动了一个项目来构建和测试持久的新型电极阵列。

对于他们提出的解决方案,Ware 和他的合作者,德克萨斯大学达拉斯分校的 Joseph Pancrazio 博士和凯斯西储大学的 Jeffrey Capadona 博士,正在设计由液晶材料制成的具有可编程形状改变功能的电极阵列,领先一种侵入性较小的植入技术。这些设备将被设计为在组织内部署微小电极,并且可以使电极在很大程度上避免当前设备设计周围形成的疤痕。

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