微創顱腦手術用可展開電極問世

據最新一期《科學·機器人》雜志報道，瑞士洛桑聯邦理工學院研究團隊設計出一種能插入人類頭骨的微創電極。這種新穎的電極可通過頭骨上的一個小孔，插入一個較大的皮質電極陣列，將其部署在頭骨和大腦表面之間約1毫米的空間內，而不會損害大腦。

這種電極有螺旋狀的“手臂”，每只“手臂”可在高度敏感的腦組織上展開。這是結合軟生物電子學和軟機器人技術概念后的工程設計。

這個電極陣列能穿過一個直徑2厘米的孔，但當展開時，會延伸成直徑4厘米的表面。它有6個螺旋形“手臂”，以最大限度地擴大電極陣列的表面積，從而增加與皮質接觸的電極數量。

研究人員表示，該裝置有點像一只螺旋蝴蝶，在變形之前復雜地擠在它的繭里，電極陣列連同它的螺旋臂被整齊地折疊在一個圓柱形的管子里，即裝載器，能在通過頭骨上的小孔后展開。

受軟機器人啟發，根據外翻驅動機制，每個螺旋“手臂”都輕輕地依次在敏感的腦組織上展開。研究人員表示，外翻機制的美妙之處在于，他們可以部署任意大小的電極，同時對大腦施加持續且最小的壓力。

電極陣列看起來像一種橡膠手套，每個螺旋形“手指”的一側都有柔性電極圖案。“手套”是倒置的，或是從里到外翻轉的，并在圓柱形裝載器內折疊。在展開時，液體被注入每個倒置的“手指”中，一次一個，將倒置的“手指”向外旋轉。

到目前為止，可展開電極陣列已經在小型豬身上測試成功。未來，該技術可能為癲癇患者提供微創解決方案。