大陸科研團隊研發出腦機接口植入機器人 將髮絲般微電極植入動物大腦皮層

中國科研團隊最新成功自主研發一款「縫紉機」式柔性微電極自動植入機器人，可助力科學家將「比頭髮絲更細更軟」的柔性微電極植入實驗動物的大腦皮層，為腦機接口與腦科學研究提供關鍵支撐。

中新社報導，中國科學院自動化研究所（自動化所）宣布，該所腦圖譜與類腦智能實驗室主任、腦機接口與融合智能團隊負責人余山研究員領導研發的腦機接口柔性微電極植入機器人，具有多項自主智財權，可靈活兼容不同規格的柔性微電極，應用於嚙齒類、非人靈長類等動物的大腦皮層植入。

余山介紹說，新款植入機器人可在其智能感知系統的引導下，以微米級的3D操作精度，將多根厚度和寬度分別小於10微米、100微米的微絲狀電極植入大腦皮層內，並靈活避讓腦血管。

由於植入過程是利用一根硬質針不斷上下穿梭、操作柔軟的微絲，類似於縫紉機的工作過程，所以也被形容為「縫紉機」式植入。該腦機接口機器人已成功支持中國科學院半導體研究所和微靈腦機等研製的多種規格的柔性微電極植入，服務於腦機接口和神經電生理研究。同時，可以給殘障人士帶來高性能的意念控制、語音合成、視覺重建等技術福利，也可以協助科學家利用高通量信號研究大腦的工作原理。

近日，該腦機接口機器人通過深圳市「腦解析與腦模擬」重大科技基礎設施預驗收，該設施用戶代表、中國科學院深圳先進技術研究院正高級工程師、微靈醫療創始人李驍健博士說，植入式腦機接口已由硬質電極時代進入到柔性電極時代，柔性電極有多種不同類型，微絲狀柔性電極的優勢是在植入大腦皮層內部後，電極與神經元直接接觸，能採集到高精度的神經元脈衝。

余山表示，植入式腦機接口是一個涉及多種關鍵技術的高度交叉領域，需要多學科協作創新和集成攻關。隨著新材料和微納加工技術的進步，現在的植入式電極越來越微小和柔軟，能大大降低植入創傷和排異反應，但植入難度也越來越大，遠超人手和肉眼的能力極限，因此，高度自動化的植入機器人成為腦機接口領域的核心設備。

「縫紉機」式柔性微電極植入機器人項目負責人、中國科學院自動化所腦圖譜與類腦智能實驗室秦方博副研究員指出，如何採集大量的高質量神經信號，並且盡可能降低植入帶來的安全風險，是植入式腦機接口技術面臨的核心問題。同時，柔性微電極的寬度與頭髮絲相仿，厚度僅為頭髮絲的約1/10，這些特點也導致電極非常難以觀測和操作。

本項目研發通過發揮中國科學院自動化所在智能感知和機器人控制方面的技術與經驗累積，實現新研發的柔性微電極植入機器人具有自動化程度高、可植入數量多、空間定位準、時間效率高、使用方便快捷、靈活避讓血管等優勢，有效提高了成功率和植入效果。