【儀表網 研發快訊】近日，上海微系統所傳感器技術全國重點實驗室周志濤研究員團隊與上海腦虎科技有限公司陶虎研究員團隊合作，開發出蠶絲蛋白賦能的微創植入式腦室內柔性神經界面，可在腦脊液環境中自展開，適形貼附于深腦核團及腦室等大腦“內表面”并長期在體監測，為深腦核團相關神經疾病的解析提供了一種全新的技術手段。相關研究成果以“Silk-enabled Conformal Intraventricular Interfaces for Minimally Invasive Neural Recordings”為題于2025年10月23日發表于國際學術期刊《自然•通訊》(Nature Communications)(DOI: 10.1038/s41467-025-64397-9)。
研究背景
深部腦結構(丘腦、基底節、邊緣系統、腦干和小腦等)在認知、情緒和運動等功能中發揮關鍵作用，其中腦室周結構及功能異常與帕金森病、阿爾茨海默病、抑郁和孤獨癥等多種疾病密切相關。現有柔性平面電極雖具大覆蓋與高貼附的優勢，但難以微創植入大腦的“內表面”；而SEEG、Neuropixels等穿刺式神經電極可達深腦，卻可能對目標核團造成侵襲，且在動態腦脊液環境下進行大面積、低損傷、長期監測仍面臨挑戰。因此，構建一種與微創神經外科流程相兼容、可在腦室內穩定貼附并實現高信噪比監測的柔性神經界面，具有重要的基礎研究與臨床轉化意義。
關鍵技術
絲蛋白賦能微創植入式腦室內柔性神經界面總體概覽：微創遞送與自展開貼附示意、器件爆炸圖、曲面適形有限元仿真與實物驗證、系統實物、可變形微電極與絲蛋白支架，以及微創植入界面器件的集成
研究團隊創新性地提出形狀記憶絲蛋白支架結合可變形微電極陣列的神經界面方案：可微型化裝配于臨床常用規格微創手術導管實現微創遞送；進入側腦室后憑借絲蛋白支架的形狀記憶功能實現自展開與適形貼附；電極走線層引入共面金屬屏蔽以抑制工頻噪聲干擾，保障在復雜手術環境與長期隨訪中的信號質量。團隊在帕金森綿羊中完成術中與自由活動狀態下的在體驗證，神經界面在綿羊尾狀核頭表面實現穩定記錄，成功捕捉到帕金森病相關β振蕩以及對左旋多巴干預的響應，并在為期四周的慢性記錄中維持良好電學性能與組織相容性，展示出面向深腦及腦室通路的微創、長期、廣覆蓋神經環路監測能力。
該論文第一作者為上海微系統所博士生梁佶智和博士后王馨兒，通訊作者為上海微系統所周志濤研究員、腦虎科技陶虎研究員。中國科學院上海微系統與信息技術研究所為該研究第一完成單位和通訊單位，合作單位包括復旦大學附屬華山醫院等。該研究工作得到了中國科學院青年創新促進會優秀會員(Y2023070)、上海市基礎研究特區計劃(JCYJ-SHFY-2022-01)、國家自然科學基金(52371249)等項目的支持。
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