佐治亞理工學(xué)院的研究人員開發(fā)了一種幾乎難以察覺的微結(jié)構(gòu)大腦傳感器,有望使腦機(jī)接口（BCI）技術(shù)真正融入日常生活。

傳統(tǒng)BCI系統(tǒng)依賴貼附在頭皮上的電極和凝膠，存在設(shè)備龐大、使用不適等問題，而侵入式植入方案又具有風(fēng)險(xiǎn)。

這種新型微型設(shè)備比頭發(fā)毛囊間隙更小，可以插入毛囊之間和皮膚下面的微小空間，無需笨重設(shè)備或?qū)щ娔z即可高精度捕捉腦信號(hào)。

腦機(jī)接口在腦電活動(dòng)和外部設(shè)備之間建立了直接的通信途徑，而佐治亞理工學(xué)院的研究人員正在尋求創(chuàng)造既容易放置又能可靠制造的傳感器。

所以團(tuán)隊(duì)將最新的微針技術(shù)與可穿戴傳感器技術(shù)相結(jié)合，并研發(fā)了一種幾乎難以察覺的微結(jié)構(gòu)大腦傳感器。它可以長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定地檢測(cè)大腦信號(hào)，并且可以輕松放置在毛囊之間，避開毛囊的同時(shí)更貼近信號(hào)源，從而穩(wěn)定獲取更清晰的神經(jīng)電信號(hào)。傳感器采用導(dǎo)電聚合物和柔性線路設(shè)計(jì)，整體尺寸小于1毫米，即使在人體運(yùn)動(dòng)時(shí)也能有效工作。

相關(guān)組件主要使用導(dǎo)電聚合物微針來捕獲電信號(hào)，并沿著柔性聚酰亞胺/銅線傳輸信號(hào)，而所有這一切都封裝在一個(gè)小于1毫米的空間里。

在長(zhǎng)達(dá)12小時(shí)的測(cè)試中，6名受試者在站立、行走、跑步等狀態(tài)下，傳感器仍保持96.4%的腦信號(hào)采集準(zhǔn)確率。志愿者通過該設(shè)備實(shí)現(xiàn)了免提增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)視頻通話——僅需注視屏幕特定區(qū)域即可選擇聯(lián)系人并接打視頻電話，全程無需觸控或語音指令。

一項(xiàng)對(duì)針對(duì)被試控制AR視頻通話的研究發(fā)現(xiàn)，在皮膚和傳感器接觸處電阻非常低的情況下，高保真神經(jīng)信號(hào)捕獲持續(xù)了長(zhǎng)達(dá)12小時(shí)。被試可以在白天的大部分時(shí)間里站立、行走和跑步，而腦機(jī)接口成功地記錄并分類了神經(jīng)信號(hào)，準(zhǔn)確率為96.4%。

該突破表明腦機(jī)接口可以擺脫笨重形態(tài)，其微型化、高舒適性和可靠性為可穿戴腦技術(shù)發(fā)展指明方向。研究團(tuán)隊(duì)計(jì)劃在醫(yī)療康復(fù)、智能假肢等領(lǐng)域推進(jìn)應(yīng)用，并強(qiáng)調(diào)跨學(xué)科合作對(duì)解決復(fù)雜技術(shù)難題的重要性。

相關(guān)論文鏈接：
https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2419304122

審核編輯 黃宇