“神经颗粒”网络成功记录大脑活动

大多数现有的脑机接口系统只能使用一两个传感器进行采样，而最新的神经接口系统可以协调数百个微型脑传感器的活动。这一成果是迈向脑机接口新概念的关键一步。相关研究最近发表在英国杂志《自然电子学》上。

脑机接口作为一种新的辅助设备，有朝一日可能会帮助脑或脊髓损伤患者恢复行动或交流能力。脑机接口系统依靠植入的传感器，负责记录大脑中的电信号，然后在信号的帮助下驱动计算机或机械假肢等外部设备。目前，大多数脑机接口系统最多使用一两个传感器对数百个神经元进行采样，但神经科学家总是希望通过更多的传感器从更大的脑细胞群中收集数据。

这一次，包括美国布朗大学、贝勒大学等机构工程师在内的研究团队，朝着未来新型脑机接口迈出了关键一步。新开发的系统采用独立的无线微神经传感器组成协调网络，每个传感器只有半粒盐大小，可以记录和刺激大脑活动。这些被称为“神经颗粒”的传感器可以独立记录兴奋的神经元产生的电脉冲，并将信号无线发送到外部中枢进行协调和处理。

在实验中，研究团队展示了通过使用48个“神经颗粒”传感器成功记录啮齿动物神经活动的伟大成就。这些“颗粒”被放置在动物的大脑皮层上，成功记录了与自发大脑活动相关的特征性神经信号。数据显示，该系统目前的配置最多可支持770个“神经颗粒”。该团队希望它最终能协调成千上万的“神经颗粒”，为人们提供前所未有的大脑活动“画面”。

研究人员表示，脑机接口领域的主要挑战之一是设计尽可能多地检测大脑中的点的方法。他们相信，总有一天人们能够以前所未有的细节记录大脑信号，从而对大脑如何工作有新的认识，为大脑或脊髓损伤的人提供新的治疗方法。

从表面上看，这一成果实现了两大技术突破：一是可以探测和放大信号，但它是一个足够小的专用电子器件；另一个是可以接收信号的体外集线器。但事实上，这是一个真正的多学科挑战。要完成“神经纹”的设计和操作，需要汇集电磁学、射频通信、电路设计、制造、神经科学等专业知识。目前，要实现这个完整的系统还有很多工作要做，但至少科学家已经迈出了最关键的一步。