高效植入式微电极未来将扩展到人体治疗中

神经电刺激是一种正在不断发展的技术,其在诸如帕金森氏病的神经障碍中具有有益的治疗效果。虽然该技术已经取得了显著的进步,但是植入的装置往往会随着时间的推移而恶化,并且容易导致神经组织中的瘢痕形成。

在之前的研究中,也探索过使用大脑植入电极来缓解深层脑疼痛。然而,相关调查显示,此类试验的成功率有限。因为电极相对于目标神经元的大尺寸可能导致附近的神经元也受到刺激,从而产生焦虑、眩晕和凝视问题等副作用。

此外,如上所述,将电极放入适当的位置,并随后将其保持在适当的位置也十分困难;电极也比周围的脑组织要硬得多,接受者的免疫系统有时会把它们当作异物,从而形成一层阻碍它们工作的瘢痕组织。

为了解决这些问题,隆德大学研究团队开发了一种高度柔软、灵活的“超薄微电极”三维集群。每个电极簇都被包裹在一块针状的生物相容性明胶中,最初其状态是硬的,通过手术插入脑组织后,其会膨胀并溶解。

在大鼠实验中,研究人员能够清楚看见每个电极簇中哪些部分进入了大脑的疼痛控制中心。通过精准向这些电极发送电流,可以只激活这些中心,而没有任何“附带损害”。该植入式微电极几乎实现了对疼痛的完全阻断,而且不影响任何其他感觉系统或运动技能,这是疼痛研究的一个重大突破。

未来,该团队希望在五到八年内,将该技术扩展到人体治疗中。目前,相关研究成果发表在《科学进展》杂志上。