新型材料和基因编辑助力脑机接口性能大幅提升

新型材料和基因编辑助力脑机接口性能大幅提升

近日，华东理工大学屈雪教授团队在《Biomaterials Translational》上发表了关于脑机接口电极界面材料与改性技术的最新研究成果。这项研究探讨了神经电极材料和涂层材料的发展，旨在提高脑机接口的灵活性、信号识别能力和生物相容性。与此同时，国家纳米科学中心方英和田慧慧研究团队也取得了基于基因编辑技术的脑机接口增强技术的新进展，通过基因工程技术改善电极周围神经组织的性能，实现了脑机接口技术的重大突破。这些新材料和新技术的应用，预示着脑机接口领域即将迎来新的发展高潮。

脑机接口（Brain-Computer Interface，BCI）技术是通过在人脑与外部设备之间建立直接的通信通道，实现脑部信号的读取和控制。近年来，随着神经科学、材料科学和计算机科学的快速发展，脑机接口技术取得了显著的进展。然而，要实现脑机接口的长期稳定工作，电极材料的选择和改性至关重要。理想的脑机接口电极材料需要具备高生物相容性、高导电性、高柔韧性和低免疫反应等特点。

华东理工大学屈雪教授团队的研究聚焦于开发新型的电极材料和涂层技术，以提高脑机接口的性能。研究团队提出了一种基于导电聚合物的复合材料，该材料具有优异的导电性和生物相容性，能够有效降低电极与神经组织之间的阻抗，提高信号传输效率。此外，研究团队还开发了一种新型的涂层材料，该材料能够促进神经细胞的生长和分化，提高电极与神经组织的接触质量。这些创新性的材料和技术有望显著提高脑机接口的稳定性和可靠性，为未来的临床应用奠定坚实的基础。

国家纳米科学中心方英和田慧慧研究团队则从基因编辑的角度出发，探索了如何通过基因工程技术改善电极周围神经组织的性能。研究团队发现，通过编辑特定的基因，可以促进神经细胞的生长和再生，减少电极植入后的炎症反应，从而提高脑机接口的长期稳定性。这一发现为脑机接口技术的未来发展开辟了新的方向，也为解决当前脑机接口面临的生物相容性和长期稳定性问题提供了新的思路。

除了上述两项重要研究，脑机接口新材料领域还有许多其他值得关注的进展。例如，美国斯坦福大学的研究团队开发了一种基于石墨烯的柔性电极材料，该材料具有极高的柔韧性和导电性，能够与大脑组织完美贴合，显著提高了信号采集的精度。此外，中国科学院上海微系统与信息技术研究所的研究团队也开发了一种新型的生物可降解电极材料，该材料在完成信号采集后能够自动降解，避免了二次手术的需要，为患者带来了更大的便利。

这些新材料和新技术的应用，不仅能够显著提高脑机接口的性能，还为未来的临床应用和产业化奠定了坚实的基础。随着研究的不断深入，脑机接口技术有望在医疗康复、人机交互、虚拟现实等领域发挥越来越重要的作用，为人类带来更加便捷和智能的生活方式。