一個由工程師、外科醫(yī)生和醫(yī)學(xué)研究人員組成的團隊發(fā)布了來自人類和大鼠的數(shù)據(jù)，證明了一種新的大腦傳感器陣列可以直接從人類大腦表面記錄電信號，并以破紀錄的細節(jié)記錄。新的大腦傳感器具有密集的網(wǎng)格，由 1,024 或 2,048 個嵌入式皮質(zhì)電圖 (ECoG) 傳感器組成。該論文于2022 年 1 月 19 日 發(fā)表在《科學(xué)轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)》雜志上。
這些薄而柔韌的 ECoG 傳感器網(wǎng)格，如果獲準用于臨床，將直接從大腦皮層表面為外科醫(yī)生提供大腦信號信息，其分辨率比目前可用的分辨率高 100 倍。獲得關(guān)于大腦表面或大腦皮層組織的哪些特定區(qū)域活躍以及何時活躍的高度詳細的觀點，可以為規(guī)劃切除腦腫瘤的手術(shù)提供更好的指導(dǎo)并通過手術(shù)治療耐藥性癲癇。從長遠來看，該團隊正在研究這些高分辨率 ECoG 網(wǎng)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(jiān)測。該技術(shù)還具有永久植入的潛力，以改善癱瘓或其他神經(jīng)退行性疾病患者的生活質(zhì)量，這些疾病可以通過電刺激治療，例如帕金森病、特發(fā)性震顫和稱為肌張力障礙的神經(jīng)運動障礙。
該項目由加州大學(xué)圣地亞哥雅各布斯工程學(xué)院的電氣工程教授 Shadi Dayeh 領(lǐng)導(dǎo)。工程師、外科醫(yī)生和醫(yī)學(xué)研究人員團隊來自加州大學(xué)圣地亞哥分校;馬薩諸塞州總醫(yī)院;和俄勒岡健康與科學(xué)大學(xué)。
一種新的大腦傳感器陣列可以直接從人腦表面記錄電信號，并以破紀錄的細節(jié)記錄。新的大腦傳感器具有密集的網(wǎng)格，由 1,024 或 2,048 個嵌入式皮質(zhì)電圖 (ECoG) 傳感器組成。如果獲準用于臨床，這些傳感器將直接從大腦皮層表面為外科醫(yī)生提供大腦信號信息，其分辨率比目前可用的分辨率高 100 倍。圖片來源：David Baillot / 加州大學(xué)圣地亞哥雅各布斯工程學(xué)院
下一代皮層電圖
從直接放置在大腦表面的傳感器網(wǎng)格記錄大腦活動 - 皮層電圖 (ECoG) - 已經(jīng)被外科醫(yī)生普遍用作一種工具，用于切除腦腫瘤和治療對藥物或其他藥物無反應(yīng)的人的癲癇癥。治療?？茖W(xué)轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)的新工作提供了廣泛的同行評審數(shù)據(jù)，表明具有 1,024 或 2,048 個傳感器的網(wǎng)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(shù)中最常用的 ECoG 網(wǎng)格通常具有 16 到 64 個傳感器，盡管可以定制具有 256 個傳感器的研究級網(wǎng)格。
能夠以如此高分辨率記錄腦信號可以提高外科醫(yī)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。在癲癇的情況下，更高分辨率的腦信號記錄能力可以提高外科醫(yī)生精確識別癲癇發(fā)作起源的大腦區(qū)域的能力，這樣就可以在不接觸附近不參與癲癇發(fā)作的大腦區(qū)域的情況下移除這些區(qū)域. 通過這種方式，這些高分辨率網(wǎng)格可以增強正常功能腦組織的保存。
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