一種新的大腦傳感器陣列可直接從人腦表面記錄電信號，并實現破紀錄的細節處理。圖片來源：DAVID BAILLOT / 加州大學圣地亞哥分校雅各布斯工程學院
科技日報記者 張夢然
一個由工程師、外科醫生和醫學研究人員組成的團隊發布了來自人類和大鼠的數據，證明一種新的大腦傳感器陣列可直接從人腦表面記錄電信號，并實現破紀錄的細節處理。該大腦傳感器具有密集網格，由1024或2048個嵌入式皮質電圖（ECoG）傳感器組成。如果獲準用于臨床，傳感器將直接從大腦皮層表面為外科醫生提供大腦信號信息，且分辨率比目前可用的高100倍。該論文于19日發表在《科學·轉化醫學》雜志上。
人的大腦總是在運動，例如，隨著每一次心跳，大腦會隨著流過它脈動的血液而發生活動。從直接放置在大腦表面的傳感器網格記錄大腦活動，已經被外科醫生普遍用作一種工具，用來切除腦腫瘤和治療對藥物或其他藥物無反應的癲癇癥。
此次新研究提供了廣泛的同行評審數據，證明具有1024或2048個傳感器的網格可用于可靠地記錄和處理直接來自人類和大鼠大腦表面的電信號。相比之下，當今手術中最常用的ECoG網格通常具有16到64個傳感器。
能夠以如此高分辨率記錄腦信號，可提高外科醫生盡可能多地切除腦腫瘤的能力，同時最大限度地減少對健康腦組織的損害。對于癲癇，更高分辨率的腦信號記錄能力可提高外科醫生精確識別癲癇發作起源的大腦區域的能力，這樣就可在不接觸附近未參與癲癇發作的大腦區域的情況下移除這些區域。通過這種方式，這些高分辨率網格可以增強正常功能腦組織的保存。
研究團隊表示，此次能以更高的分辨率記錄大腦信號，歸因于他們能夠將單個傳感器放置得更靠近彼此，而不會在附近的傳感器之間產生干擾。例如，該團隊的3厘米×3厘米網格和1024個傳感器直接記錄了19名志愿者的腦組織信號。在這種網格配置中，傳感器彼此相距一毫米。相比之下，已經批準用于臨床的ECoG網格通常具有相距1厘米的傳感器。這為新網格提供了每單位面積100個傳感器，而臨床使用的網格每單位面積1個傳感器。
該項目由加州大學圣地亞哥雅各布斯工程學院領導，團隊其他成員來自加州大學圣地亞哥分校、馬薩諸塞州總醫院和俄勒岡健康與科學大學。該團隊正在研究這些高分辨率ECoG網格的無線版本，可用于對頑固性癲癇患者進行長達30天的大腦監測。
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