像章鱼触手一样的神经探针_风闻

神经探针是一种深入大脑、用来记录和调控神经活动的微型器件，是脑机接口和神经科学研究的“核心工具”，在疾病治疗、智能假肢、认知研究等领域都有广阔应用前景。如何让电极既能柔软贴合脑组织，又能在植入时坚固有力，是科学研究的难题。

近日，中国科学院半导体研究所裴为华研究员团队联合中国科学院心理研究所梁璟研究员团队成功研制出一种全新的“神经触手探针（Neurotentacle）”，能够通过液压调节，在“柔软”和“坚硬”之间自由切换，实现了柔性电极植入技术的重大突破。

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电极越柔软，植入越困难

神经电极是脑机接口技术的核心组件，它们能像“麦克风”一样记录神经元发出的“声音”。近年来，柔性电极因其良好的生物相容性备受关注。与传统的刚性金属或硅电极相比，柔性电极能更好地贴合脑组织，在长期植入后与大脑组织“和平共处”，减少免疫排斥，延长工作寿命。

但柔软的优势，在植入时却成了硬伤——柔性电极犹如一根细线，当科研人员尝试把它推进大脑时，往往会弯曲变形，根本无法突破脑膜的屏障到达目标区域。

为解决这一难题，科研人员常常借助粗大的硬质导针来“带路”，像缝衣针一样把柔软的电极带入脑组织。但这样一来，本该“温柔”的柔性电极，却因为植入方式带来了额外损伤。如何既保证柔软的长期适配，又能在植入瞬间拥有足够的刚度？这一直是柔性电极领域的“老大难”问题。

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章鱼触手的启发：刚柔随心切换

自然界给出了一个绝妙的答案——章鱼触手平时柔软灵活，可以自由卷曲捕食；但在需要发力时，它们能瞬间绷紧，展现出惊人的力量。科研团队从中获得灵感，设计出一种“神经触手探针”。

这种探针在柔性聚酰亚胺材料中嵌入了超薄微型液压通道。植入时，只需往通道里注入少量液体，就能让探针像“打气”一样变硬，轻松穿透脑组织。等到植入完成，再将液体释放，探针立即恢复柔软，与大脑组织温和贴合。

这一设计的精妙之处在于：探针的尺寸和柔性几乎不变，却通过液压机制实现了“硬度的开关”。与以往需要外加工具的方式不同，神经触手探针能够“独立作战”，无需任何辅助针具，就能完成植入。它就像在探针里装了一套“肌肉”，让电极有了随时切换硬度的能力。

▲刚柔可调的神经触手探针工作示意图

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更温和、更稳定的脑机接口

科研团队通过动物实验验证了神经触手探针的性能。结果显示，植入时组织损伤大幅减少，急性损伤面积比传统方法缩小了70%以上，这意味着植入过程对脑组织的损伤显著减轻。长期观察中，神经触手探针周围的免疫反应明显减弱，电极与脑组织能够保持更稳定的界面关系。

在信号记录方面，探针展现了持续数月的高质量神经活动记录。相比传统的针辅助方法，神经触手探针不仅植入成功率更高，而且长期信号更清晰、更稳定。这意味着它能够为神经科学研究提供更可靠的数据支持，也为脑机接口的临床应用打下基础。

科研人员形象地把它比作“大脑里的微型麦克风”——足够灵巧，不会刺激或伤害组织，却能长时间稳定地捕捉神经元的低语。

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展望未来：温柔的人机交互

“神经触手探针”的出现，为脑机接口研究打开了一扇新的窗。它不仅解决了柔性电极植入的难题，还展示了材料科学、微纳加工与生物医学交叉融合的力量。

未来，这项技术有望应用于脑神经疾病的研究和治疗，推动下一代智能假肢、认知增强等前沿探索。

论文链接：

https://doi.org/10.1002/advs.202505100

**来源：**中国科学院半导体研究所