北大科學家研發高通道神經探針 實現獼猴全腦尺度神經活動監測

腦機接口近來受到重視，神經探針是一種用來記錄神經活動的針狀電感測器，是腦科學研究和腦機介面中的核心技術。北京大學未來技術學院最近設計並製備了一種革命性的超薄柔性微電極陣列薄膜。這種薄膜透過一種類似「捲軸」的特殊繞捲組裝工藝，被製造成了一種名為「神經捲軸（Neuroscroll）」的神經探針。

據報導，這是首次在國際上實現了對獼猴大腦全深度、高通量神經元活動的記錄，此項成果已在《自然・神經科學》雜誌上發表。

報導稱，在整腦範圍內實現多腦區、長時間、高通量、高時空分辨神經活動的記錄，對理解大腦的神經機制、調控神經活動具有重要意義。已有的高通道神經探針主要適用於鼠等囓齒類動物腦研究，即便用於靈長類動物腦研究，也難以覆蓋其整腦尺度。

北京大學未來技術學院段小潔研究員團隊設計並製備了一種超薄柔性微電極陣列薄膜，通過如「捲軸」般特殊的繞捲組裝工藝，製造出名為「神經捲軸」的神經探針。該探針長度可在 1 釐米到 1 分米範圍內靈活設計，從而匹配從囓齒類到靈長類動物的大腦尺寸。

製備高通道神經探針的一個主要瓶頸是神經探針和後端電子器件之間的連接。良好的電學連接可實現神經訊號的精準採集與傳輸。為此，研究團隊還研發了高密度柔性冷焊技術，實現了「神經捲軸」探針與後端電子器件的整合化、高密度連接。

段小潔指出，團隊利用「神經捲軸」探針，在獼猴大腦中實現了從腦表面皮層至顱底全深度覆蓋的超 700 個單神經元活動的同時監測。此外，還在大鼠大腦中實現了長達兩年的穩定神經記錄，展現出該探針優異的生物相容性和長期記錄穩定性。