近年来，脑机接口（Brain-machine interfaces）让瘫痪病人只凭意念就能控制机械臂、电脑光标或外骨骼。这项技术需要用电极读取来自放电神经元的电信号，而电极要通过外科手术植入大脑内部或表面。
然而，一种支架状的新型电极无需高风险的开颅手术就能记录脑信号。澳大利亚科学家研发出的“Stentrode”只有火柴棍大小，装在靠近脑的血管里就能记录高质量的电信号。
医生将一根导管经由颈部血管伸入脑血管，就能把该设备植入。设备收集电信号，通过颈部血管中的导丝传送至植入在胸肌上的信号发送器，后者发出的无线信号穿过皮肤，在体外被读取，用复杂的软件解码后就能用于控制外骨骼运动。
研究团队用Stentrode从一只自由活动的羊身上读取高频神经信号长达六个多月。利用此技术得到的信号无论是在频谱内容（spectral content）还是谱线宽度（spectral content）上，都和来自手术植入羊大脑的电极的信号相吻合。研究结果发表在《自然生物技术》子刊（Nature Biotechnology）上。
这种设备用一种叫做镍钛诺（nitinol）的镍钛合金制成，是一根宽3毫米、长3厘米的网状管，其网状表面上散布着微小的盘状电极。它能被塞进导管，然后在导管被撤出时恢复原来的形状。每一个微小的电极都能读取约10000个神经元的电活动。
墨尔本大学的神经学家（同时也是纽约西奈山医院的一名神经内科医生）Thomas Oxley是研发这项新技术的核心人物。他告诉我们，植入后的最初几天，Stentrode发出的信号断断续续，因为电极周围血流的噪音会造成很多干扰，但大约六天之后，信号就会变得更强、更清晰。X射线成像显示设备此时已经被血管壁吸收，这有效地将设备与血流噪音相隔离，也说明它有良好的生物相容性。
Stentrode能记录频率最高达190赫兹的信号。“这种来自运动皮质（motor cortex）的、高保真的活动信号（频率通常介于70~200Hz之间）正是我们最想得到的，对脑机接口来说也最为有用，”Oxley说。
有的脑机接口用贴在头皮上的电极解码微弱的脑电波信号，但头皮会大大削弱大脑电信号，而且脑电图电极（EEG electrodes）只能记录频率最高为60赫兹的信号。
这就是为什么许多脑机接口选择使用植入式电极。但Oxley指出，植入式电极会引起慢性炎症和组织排异，使得设备在一段时间后失效。通过血管植入的Stentrode的一大优点就是不需要通过外科手术植入，除此之外，它还有另一个激动人心的优势。很大一部分神经元藏在大脑深深的沟回中。“破译大脑动作指令所需的最丰富的信息就藏在这些区域中，”他说，“有时候，即使做了植入手术，这些区域的信号依然很难收集到，因为设备不能通过手术植入这些深深的沟回之中，而通过血管却可以，因为沟回之中血管密布。”
研究人员目前还没有对信号进行解码。若想解码，就要先从像猴子这样较复杂一些的动物上收集信号，但猴子的血管太细小，不能植入Stentrode。所以科学家计划直接解码人类脑信号，并进行运动控制实验。
人体临床试验将在2017年末开始，一批来自澳大利亚皇家墨尔本医院和奥斯汀医院的截瘫和四肢瘫痪病人将入选并接受Stentrode植入。
翻译/ 柯雨曦
审校/ 李桂林
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