近日，中國科學院空天信息創(chuàng)新研究院與哈爾濱醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院聯(lián)合，成功完成了基于植入式微電極陣列的腦深部腫瘤邊界精準定位臨床試驗，這也是全球范圍內(nèi)首次在這一領域的臨床試驗。
總臺央視記者帥俊全：現(xiàn)在我手里拿的就是我國科學家最新自主研發(fā)的植入式腦機接口的神經(jīng)電極器件，它的寬面可以根據(jù)需求設計成不同的寬度，放大數(shù)百倍之后，在電腦屏幕上能夠很清楚地看到，上面是整齊地排列著32個神經(jīng)電極，前端的小黑點部分鍍有復合納米功能材料，能夠高性能捕捉大腦里面單個神經(jīng)細胞的微弱電極信號。
中國科學院空天信息創(chuàng)新研究院副研究員王蜜霞：它突破了傳統(tǒng)的神經(jīng)電極只能檢測皮層腦腫瘤的局限，我們的電極可以檢測皮層、淺腦甚至深腦全腦的神經(jīng)信號，不但能夠實現(xiàn)神經(jīng)電生理信號的探測，也可以實現(xiàn)遞質(zhì)化學信號的同步探測，提供更精準的信息。
神經(jīng)膠質(zhì)瘤、腦轉移瘤等腦腫瘤具有發(fā)病率高、致死率高、復發(fā)率高的特點，因其浸潤性生長特性導致腫瘤組織與正常腦組織邊界模糊難辨。因此，精準定位病灶邊界對于手術切除、放療規(guī)劃和預后評估至關重要。
本次臨床試驗針對一位膠質(zhì)瘤患者開展，該患者術前由于腦腫瘤壓迫，出現(xiàn)語言混亂頻發(fā)的癥狀。結合影像數(shù)據(jù)，科研團隊通過植入式電極實時反饋的單細胞水平神經(jīng)信號，成功精準識別腫瘤邊界，在最大程度保護功能區(qū)的同時，實現(xiàn)了腫瘤的完整切除，為后續(xù)康復和治療打下了基礎。
微米級“導航”
實時監(jiān)測腦神經(jīng)“路況”
科研團隊研制的植入式腦機接口系統(tǒng)究竟有何特點？為何能夠實現(xiàn)大腦深部的實時定位導航？
帥俊全：植入式微電極器件，相當于給大腦安裝一個導航系統(tǒng)，可以給做腦部手術的外科醫(yī)生提供精準導航，幫助他們更好找到病灶。這技術可比普通導航厲害多了，空間分辨率能達到15微米。如果我們把大腦想象成一座跨度約200公里的城市，城市里的每一粒沙子都能被精準定位。
繪制這張超精細大腦地圖的“筆”，就是用芯片光刻技術造出來的神經(jīng)電極，把它插入大腦，通過這套腦機接口系統(tǒng)，就可以實時解譯出大腦的專屬地圖。
依托這樣的腦機接口技術，科學家不僅能繪制大腦的超精細地圖，而且還能實時監(jiān)測大腦的神經(jīng)路況。
有了這套腦部精準導航系統(tǒng)，醫(yī)生就可以精準定位病灶邊界，最大限度切除腫瘤的同時，也能減少對正常腦組織的誤傷。未來，這一技術還將拓展到更多領域，有望為癲癇等神經(jīng)疾病的治療提供新的技術支撐。