直接進入大腦：3D 多功能且靈活的神經介面
能夠傳遞化學物質的微流體互連電纜的 3D 柔性神經介面
儘管測量神經元的電活動在許多學科中都很有用，但事實證明，製造具有可忽略不計副作用的耐用神經介面大腦晶片植入物具有挑戰性。現在，韓國科學家開發了一種靈活的多功能神經介面，不僅可以實時記錄區域性大腦活動，還可以透過創新的微流體通道輸送穩定的藥物流，減少組織對晶片的反應。他們的設計可以在神經科學和神經醫學中得到廣泛應用。
該研究團隊提出了一種提供具有化學遞送功能的三維針型陣列的方法。製造了一條微流體互連電纜 (μFIC)，並將其與具有 3 維結構的柔性穿透微電極陣列 (FPMA) 整合在一起，該結構由由柔性陣列底座支撐的矽微針電極組成。透過在 KCl 注射前後從體內大腦中敏銳地記錄神經訊號，成功地證明了透過開發的裝置進行化學傳遞。這表明開發的微流體神經介面透過提供同步訊號記錄和化學傳遞能力為神經科學研究做出貢獻的潛力。
[ DGIST 機器人工程系的 Sohee Kim 博士和 Yoo Na Kang 博士站在他們靈活的神經介面影象前]
在過去的幾十年裡，能夠測量大腦的電活動幫助我們更好地瞭解大腦的過程、功能和疾病。到目前為止，大部分活動是透過放置在頭皮上的電極（透過腦電圖 (EEG)）測量的；然而，能夠在日常生活活動中直接從大腦內部獲取訊號（透過神經介面裝置）可以將神經科學和神經醫學提升到全新的水平。該計劃的一個主要挫折是，不幸的是，實施神經介面已被證明非常具有挑戰性。
用於與神經元接觸的微型電極以及所有聯結器的材料應具有足夠的柔韌性和耐用性，以承受體內相對惡劣的環境。先前開發持久大腦介面的嘗試已被證明具有挑戰性，因為身體的自然生物反應（如炎症）會隨著時間的推移降低電極的電氣效能。但是，如果我們有一些實用的方法在電極與大腦接觸的地方區域性施用抗炎藥呢？
微流體神經介面的製造流程。
在最近發表在Microsystems & Nanoengineering 上的一項研究中，一組韓國研究人員開發了一種新型多功能大腦介面，可以同時記錄神經元活動並將液體藥物輸送到植入部位。與現有的剛性裝置不同，它們的設計具有靈活的 3D 結構，其中使用微針陣列在一個區域收集多個神經訊號，細金屬導線將這些訊號傳輸到外部電路。這項研究最引人注目的方面之一是，透過戰略性地堆疊和微加工多個聚合物層，科學家們設法在平行於導電線的平面上整合了微流體通道。這些通道連線到一個小容器（其中包含要給藥的藥物），並且可以將穩定的液體流向微針。
該團隊透過對活大鼠的大腦介面實驗驗證了他們的方法，然後分析了針頭周圍組織中的藥物濃度。總體結果非常有希望，因為領導這項研究的韓國大邱慶北科學技術研究所 (DGIST) Sohee Kim 博士評論說：“我們裝置的靈活性和功能將有助於使其與生物組織更相容並減少不利影響，所有這些都有助於延長神經介面的壽命。”
μFIC 的光學影象。
耐用的多功能大腦介面的開發對多個學科都有影響。“我們的裝置可能適用於腦機介面，使癱瘓的人能夠使用他們的思想移動機械臂或腿，並多年來使用電和/或化學刺激治療神經系統疾病，”該研究所的 Yoo Na Kang 博士解釋說。韓國機械與材料研究所 (KIMM)，該研究的第一作者。
可以在腦機介面中利用神經介面，這可以幫助癱瘓的人透過思考來交流和控制輔助機器。
能夠傳遞化學物質的神經介面在退行性腦疾病的長期治療方面具有巨大的潛力。
