超薄腦部植入裝置 監(jiān)測癲癇發(fā)作

2013-08-21 10:46 來源:互聯(lián)網(wǎng) 作者:洛小辰

該裝置可以貼合腦部形狀,更好地記錄腦電活動情況。

大腦圖譜:一個超薄電極微陣列植入到了貓腦中(上圖),使得人們獲取數(shù)據(jù)的能力遠(yuǎn)強(qiáng)于以前。該電極陣列十分柔韌,即使是再纖細(xì)的物體,它也可以折疊纏繞其上,讓人們可以將它方便地嵌入并良好地覆蓋在非平整表面上(下圖)。

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來源:《自然神經(jīng)科學(xué)》(Nature Neuroscience)

一種新型植入裝置超薄超柔韌,并且設(shè)置有傳感器,它可以記錄癲癇發(fā)作中大腦突發(fā)的強(qiáng)烈腦電活動,分辨精度是先前所能達(dá)到的近50倍。這樣的細(xì)致程度會變革癲癇治療方法,讓人們用低侵入性手段就能檢測和治療癲癇。它還可以讓人們擁有前所未有的能力,對大腦功能和腦機(jī)接口效果有更深的理解。

就那些對藥物治療沒有反應(yīng)的癲癇患者來說,神經(jīng)學(xué)家通常會嘗試尋找定位大腦中癲癇發(fā)作的原發(fā)區(qū)域,這樣他們就可以把該區(qū)域手術(shù)移除。因而,醫(yī)生會移開一部分頭骨,將一個大體積的傳感器陣列安置在患者額葉皮層的表面。

賓夕法尼亞大學(xué)(University of Pennsylvania)的一位癲癇病專家、生物工程學(xué)家布萊恩·里特(Brian Litt)說:“自從20世紀(jì)50年代或60年代開始,這些臨床裝置就沒有過太多改變?!? 里特是領(lǐng)銜這項新研究的科學(xué)家之一。因為這些裝置必須要給每個電極配置電線,所以留下的空間只夠容納不到100個電極,而且產(chǎn)生的腦電活動照片分辨率也很低。里特說:“這就好像,在曼哈頓上空從一架直升機(jī)里懸吊下僅僅一支麥克風(fēng),然后試圖去將音量放大聽明白某個人群在討論些什么事情?!?

目前的技術(shù)停滯不前,只能制作每平方厘米大約8個傳感器的傳感器陣列;而里特與伊利諾伊大學(xué)厄巴納香檳分校(University of Illinois Urbana-Champaign)的一位材料科學(xué)及工程學(xué)教授約翰·羅杰士(John Rogers)合作,研發(fā)出一種新型陣列。該陣列可以在同樣大小的空間里容納360個傳感器。為了創(chuàng)造一種密集容納傳感器的小巧裝置,羅杰士將電子元件和硅晶體管整合進(jìn)入陣列本身,大幅降低了配線數(shù)量。

里特說:“這種新型裝置更像是360支麥克風(fēng)組成的陣列,從直升機(jī)上懸吊下來更接近地面,可以對更小的區(qū)域進(jìn)行音量放大而記錄:街角的幾個人在說些什么,郵箱旁邊的幾個人又在說些什么。這項新技術(shù)會是理解大腦功能網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵,甚至還會是治療并可能治愈某些疾病的關(guān)鍵?!?

監(jiān)護(hù)設(shè)備 創(chuàng)新技術(shù) 植入式設(shè)備

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