创刊词
当意识即将挣脱肉身,当思维开始对话机器——我们已然站在人类进化的奇点上。这是一场比互联网诞生更为深刻的革命——互联网连接了信息,而脑机接口,将连接心智。在此背景下,脑医汇平台新开设了【心驰神网】栏目,专注于脑机接口与神经调控的前沿资讯。
在这里,“心驰”,是意识驰骋的渴望;“神网”,是神经元编织的新维度。在这里,我们将做前沿的瞭望员,记录下脑机接口和神经调控的每一次脉动。从非侵入式的轻盈佩戴,到侵入式的深度探索;从治疗瘫痪的临床奇迹,到增强智力的伦理激辩。
因为相信,所以看见。因为看见,所以奔赴。欢迎你,与我们一起,心驰于神网之上。
在神经科学领域,脑机接口一直被视为破解大脑奥秘、治疗神经系统疾病的关键钥匙。然而,这把钥匙始终面临着一个两难困境:要么选择精度不足的非侵入式设备,要么接受风险极高的开颅手术。
就传统的侵入式脑机接口而言,神经外科医生的每一次患者植入手术都如同在刀尖上起舞——需要打开颅骨,将电极直接接触脑组织,这不仅是患者难以承受的手术创伤,更使后者面临感染、出血、长期炎症反应等一系列并发症风险。令人担忧还有,即便手术成功,植入的电极也可能因人体免疫反应而形成胶质瘢痕,最终导致信号衰减,让一次高风险的付出付诸东流。
人类头部结构的局部结构示意图
现有阵列式式脑机接口电极的结构图
而在天平的另一端,非侵入式设备虽然安全,却如同隔着厚重墙壁听人说话。脑电信号需要穿透头皮、颅骨、硬脑膜等多重屏障,最终采集到的信号混杂微弱,难以支撑精准的医疗需求。
在这样的临床困境下,医生和患者需要的是一种既能接近侵入式精度,又不必承担开颅风险的“中庸”之道。近日,进入国内申请公布并实质审查阶段的一项发明专利(CN121287152A),正在试图打破这一僵局。这项专利申请将目光投向了人体内一条天然通路——脑膜中动脉(MMA)。这条直径3-5毫米的血管从颈外动脉发出,沿着颅骨内侧走行,恰好位于颅骨之下、硬脑膜之外。它距离大脑皮层足够近,却又不在脑组织之内,成为电极植入的“黄金位置”。
电极支路的植入位置示意图
基于这一解剖学特点,研究团队设计出一种线性的柔性电极支路。这些电极支路宽度仅0.1-0.3毫米,长度在10-50毫米之间,上面等间距分布着多个电极单元。以32通道或64通道的配置为例,每条电极支路上分布着数十个信号采集点,足以对脑组织皮层功能区进行有效监测。
专利申请实施例提供的微侵袭式柔性脑机接口电极的结构示意图
最关键的是,这些细软的电极支路可以通过介入手术,经颈外动脉-脑膜中动脉系统释放植入,整个过程无需开颅。电极被稳妥地置于硬膜外,既避开了对脑组织的直接接触,又借助血管壁的固定避免了移位风险。
从临床应用的角度来看,这项技术展现出广阔的前景:
● 对于因脊髓损伤或脑卒中导致瘫痪的患者,这种微侵袭式电极可以采集高精度的运动意图信号,驱动外骨骼或机械臂完成日常动作。相比传统侵入式方案,患者接受手术的意愿将大大提高。
● 对于难治性癫痫或帕金森病等需要长期神经调控的疾病,这种电极的长期安全性显得尤为重要。由于电极不直接接触脑组织,免疫反应和炎症风险大幅降低,有可能实现真正意义上的长期置入监测与调控。
值得注意的是,这条通路选择的是动脉系统,而非静脉支架脑机接口所采用的静脉通路。这一设计考虑到了血栓形成的风险,将颅内出血和血栓事件的发生率降到最低,为长期应用扫清了重要障碍。
当然,任何技术从专利到临床应用都需要经过严格的动物实验和临床试验验证。电极在血管内的长期稳定性、信号采集的持久性、大规模生产的一致性等问题,仍有待进一步研究。但不可否认的是,这项技术为脑机接口的临床应用开辟了一条值得期待的新路径。
在神经疾病治疗领域,创新的价值不仅在于技术的突破,更在于能否让更多患者以更小的代价获得治疗机会。从这个意义上说,这项“不开颅的脑机接口”技术,或许正代表着医疗创新回归临床需求的努力方向。
发明名称:一种颅骨下硬膜外微侵袭式柔性脑机接口电极
申请公布号:CN121287152A
申请公布日:2026-01-09
专利申请人:华中科技大学同济医学院附属同济医院
专利发明人:朱明欣、李曼、胡峰、舒凯
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