文/陳根

當(dāng)前，“腦機(jī)接口”作為前沿科技研究的熱點(diǎn)技術(shù)，一直頗受業(yè)界關(guān)注。比如，SpaceX及特斯拉創(chuàng)始人馬斯克于2017年成立腦機(jī)接口公司Neuralink，并且，從2019年開始，連續(xù)三年，馬斯克和他的Neuralink團(tuán)隊(duì)都展示出了他們“新穎”的向大腦植入電極的方式，并宣布了他們將要進(jìn)一步開發(fā)腦機(jī)接口的計(jì)劃。

但不可否認(rèn)，腦機(jī)接口技術(shù)是一個(gè)龐大的技術(shù)體系。腦機(jī)接口技術(shù)發(fā)展到現(xiàn)在，研究者仍面臨著許多技術(shù)難題。比如，腦機(jī)接口需要通過整合柔性聚合物探針、堅(jiān)硬的植入針、以及植入機(jī)器人來實(shí)現(xiàn)。但是，塑料和彈性體的力學(xué)可調(diào)節(jié)性較小，其柔韌性仍然無法完全滿足用于柔軟腦組織表面的要求。

基于此，西南交通大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院教授魯雄團(tuán)隊(duì)，通過分子設(shè)計(jì)，制備出一款可導(dǎo)電的多功能水凝膠，借此實(shí)現(xiàn)了與腦組織接近的力學(xué)性能和生物學(xué)性能，剛性電子元件和柔軟腦組織之間的機(jī)械和生物學(xué)不匹配的難題得以解決。

簡單來說，以此次制備的水凝膠作為導(dǎo)電界面，再集成柔性腦機(jī)接口，即可實(shí)現(xiàn)剛性微電路和柔軟腦組織的無縫聯(lián)接，為穩(wěn)定、準(zhǔn)確監(jiān)測腦電信號的長期植入腦機(jī)接口材料提供一種設(shè)計(jì)思路。

研究團(tuán)隊(duì)表示：他們已與法國Dreem公司開展了合作。Dreem公司在其研發(fā)的新一代眼電圖和腦電圖信號生物電傳感器上，采用研究團(tuán)隊(duì)研發(fā)的柔性自粘附水凝膠作為可穿戴式柔性腦機(jī)接口。與商業(yè)電極比如濕電極Ag/AgCl和硅烷干電極相比，超軟水凝膠所記錄的腦電信號幾乎沒有偽影出現(xiàn)，呈現(xiàn)出較好的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。

不僅如此，研究團(tuán)隊(duì)還通過將休息狀態(tài)下的腦電圖進(jìn)行快速傅里葉轉(zhuǎn)換后，在10 Hz左右找到明顯的特征α波，這有望用于跟蹤人體睡眠，從而提供有效改善睡眠狀況的drug-free ?新途徑，緩解現(xiàn)代人的神經(jīng)衰弱癥狀等。

研究人員表示：“另外，我們也希望將該水凝膠作為長期可植入式腦機(jī)接口，以用于監(jiān)測神經(jīng)性疾病患者，例如阿茲海默病、帕金森病、創(chuàng)傷性腦損傷等患者的腦電信號，這也是我們的初心?！?/font>