神经技术的不断发展为诊断、管理和治疗中枢神经系统（CNS）疾病提供了全新途径。然而，这些技术在广泛应用时仍面临一些重要挑战。传统神经接口通常需要通过侵入性很高的手术，如开颅术或钻孔手术，将电极直接植入目标区域。这种方法尽管有效，但却伴随着手术风险高、对健康组织的潜在损伤以及患者恢复时间长等问题。例如，尽管深部脑刺激（DBS）已被证实在帕金森病治疗中具有显著疗效，但其应用受限于手术的高风险，仅约10%的患者选择该疗法。

近年来，血管路径的神经接口为减少手术侵入性提供了可能。然而，由于大脑血管系统的迂回和复杂性，这些技术难以覆盖脑深部结构及脊髓等目标区域。此外，血管内植入物的内皮化和抗凝药物的使用增加了手术和术后管理的风险。因此，研究者提出了一种新思路，即利用脑脊液（CSF）空间作为导航通路，将神经接口通过微创方法植入脑和脊髓。这种技术能够避开传统手术和血管路径的限制，为神经调控提供了一种更加安全、灵活且精准的解决方案。

本文提出了一种创新性的内腔神经接口（Endocisternal Interface, ECI）技术，通过脑脊液空间微创导航，并结合磁电驱动的无线植入式装置，实现了对脑和脊髓的神经信号记录与刺激功能。研究团队在人类尸体模型和绵羊模型中对这一技术进行了验证，结果表明ECI能够以安全、稳定的方式覆盖中枢神经系统的多个靶点，提供神经信号的多点同步调控能力。这一成果为未来的神经技术发展和脑机接口的实现奠定了重要基础。

研究方法是本文的重点部分，围绕设备的设计优化、实验流程的实施及功能验证展开。通过详尽的实验设计，研究团队在多个环节展示了ECI技术的创新性与可行性。

1. 设备设计与优化

研究团队开发了一种小型化的无线植入式脉冲发生器（ME-BIT），这是整个系统的核心组成部分。ME-BIT利用磁电薄膜将外部磁场转化为电信号，从而实现无线供能与数据传输。该设备尺寸为9×9×11毫米，重量仅1.1克，其设计完全符合脑脊液空间的导航需求。设备采用医疗级环氧树脂封装，保证了其长期植入的安全性和生物相容性。ME-BIT支持多种可编程脉冲参数，包括最高14.5伏的刺激电压、可调节的脉冲宽度和占空比，能够适应不同的神经调控需求。

此外，导管电极采用柔性设计，直径仅为0.6毫米，能够灵活地导航至脑脊液空间的任意目标区域。设备的优化不仅体现在尺寸和性能上，还在于其高度灵活的导航能力，这使得其可以通过简单的腰椎穿刺轻松植入，从而避免传统开颅手术的高风险。

2. 实验实施

实验部分分为人体尸体模型和绵羊动物模型两个阶段，全面验证了ECI技术的操作可行性和功能效果。

在人体模型实验中，研究团队通过腰椎穿刺将导管电极导航至脑室系统，利用脑池造影技术实时监测导航路径。导管通过蛛网膜下腔顺利到达第三脑室，成功避开了脑干和脑桥等重要结构。实验结果表明，脑脊液空间宽度足够支持毫米级设备的灵活导航。

在绵羊模型实验中，研究人员进一步测试了设备的功能性和生物相容性。通过Cios Spin 3D透视引导，研究团队在12只绵羊中完成了设备植入，包括10只用于急性实验，2只用于长期植入实验。在急性实验中，导管成功导航至绵羊的大脑皮层、脑室系统和胸段脊髓，实现了对多靶点的覆盖。在长期实验中，设备植入30天后仍保持稳定，且无明显神经功能缺损，显示出较好的长期应用潜力。

3. 功能验证

为了验证设备的神经信号记录与刺激功能，研究团队在绵羊模型中进行了系统性实验。通过ME-BIT对目标区域进行电刺激，成功诱发了多种神经信号，包括运动诱发电位（MEP）、复合肌肉动作电位（CMAP）和脊髓电位（SCP）。这些信号通过无线磁电反向散射技术实现了实时记录，证明了设备在神经信号调控中的高效性与可靠性。此外，研究还实现了脑与脊髓的多点同步刺激与记录，为复杂神经网络的研究提供了技术支持。

研究结果分析

研究结果部分围绕ECI技术的导航能力、神经信号调控性能及长期安全性展开，全面展现了其在神经接口领域的潜力。

实验显示，ECI技术能够通过脑脊液空间覆盖大脑和脊髓的多个靶点，包括脑室系统、运动皮层和胸段脊髓。导管电极在脑脊液空间的导航表现出高度灵活性和精准性，通过简单的腰椎穿刺即可实现复杂的导航任务。这一结果不仅表明ECI技术可以有效避免传统手术对健康组织的侵害，还展示了其在多目标神经调控中的独特优势。

在神经信号刺激与记录方面，研究团队通过对运动皮层和脊髓的电刺激，成功诱发了多种神经反应。运动皮层的电刺激引发了绵羊后腿的肌肉收缩，并通过肌电图针记录到了显著的运动诱发电位（MEP）。脊髓的电刺激则产生了复合肌肉动作电位（CMAP），进一步验证了设备能够有效激活神经通路。此外，通过同时刺激大脑和脊髓，研究团队实现了多点同步的神经信号调控，为闭环神经治疗提供了新的思路。

长期植入实验进一步证明了ECI设备的生物相容性和安全性。在为期30天的实验中，设备表现出稳定的性能，且在取出后绵羊的神经功能无明显异常。组织学分析显示，植入区域无显著炎症或组织损伤，仅在腰椎穿刺部位观察到轻微炎症，表明ECI技术在长期应用中的安全性达到理想水平。这一结果为其在慢性疾病治疗中的潜在应用提供了有力支持。

此外，设备的可取出性使其在短期生物电子疗法中的应用更加灵活。在设备取出后，绵羊继续存活且神经功能正常，这表明ECI技术能够在不损害健康组织的情况下实现设备的重复使用，为未来的个性化治疗和临床试验提供了便利。

本文提出的ECI技术通过脑脊液空间提供了一种全新的神经接口微创解决方案，能够覆盖中枢神经系统的多个目标区域，同时结合磁电无线技术，实现了多点神经信号的记录与刺激。这一技术的核心优势在于其微创性、灵活性和多功能性，为神经疾病的精准治疗开辟了全新路径。

未来研究可以在以下几个方向进一步深化：首先，需要优化导管电极的多通道功能，以提升神经信号记录与刺激的分辨率。其次，结合多模态影像技术开发更精准的导航方案，以进一步提升设备的植入精度。最后，应探索ECI技术在更多神经疾病治疗中的潜在应用，例如中风康复、运动障碍和顽固性精神疾病的治疗。

总之，随着技术的不断完善，ECI技术有望成为下一代神经接口的重要工具，其应用前景不仅局限于临床治疗，还将在脑机接口及神经科学基础研究中发挥重要作用。这一创新性成果将引领神经医学技术向着更加精准、高效和个性化的方向发展，为患者带来更大的福祉。