摘要

研究人员正在试验一种新型脑机接口（BCI），该技术有望彻底改变神经外科手术和患者护理。Layer 7皮质接口拥有1,024个电极，能够以前所未有的精度绘制大脑活动图谱，为神经和精神疾病的研究提供了新的视角。这种柔性超薄设备旨在最大限度地减少组织损伤，标志着BCI技术的重大进步。该研究希望通过这些详细数据探索大脑功能及疾病影响，并有望发现新的治疗方法。

关键事实

• 创新设计：Layer 7皮质接口在柔性薄膜上集成了1,024个电极，能够高分辨率绘制大脑活动。

• 跨学科研究：西奈山的多学科团队正在分析该接口的数据，以理解大脑行为关系及疾病影响。

• 临床潜力：该BCI技术可能显著提升对神经系统疾病的理解，并推动新型治疗方法的开发。

来源

西奈山医院

研究内容

西奈山伊坎医学院的神经外科医生和神经科学家团队是纽约首个研究这种新型脑机接口的团队。该接口能够实时绘制大脑表面的大面积活动，分辨率比神经外科手术中常用的阵列高出数百倍。

脑机接口（BCI）是一种解码大脑信号并将其转化为外部技术指令的系统。BCI的最终目标是通过让患者仅凭思维操作数字设备，恢复其因神经系统疾病而丧失的功能。

Layer 7皮质接口由Precision Neuroscience公司开发，包含1,024个微型电极，覆盖1.5平方厘米的区域，嵌入柔性薄膜中，能够贴合大脑表面。该薄膜的厚度仅为人类头发的五分之一，设计上可在不损伤脑组织的情况下由神经外科医生植入和移除。

西奈山医疗系统神经外科主任兼西奈山BioDesign联合创始人Joshua B. Bederson博士表示：“西奈山以其在生物医学和科学研究方面的卓越能力、对患者护理的承诺以及创新治疗方法的前瞻性而享誉国际。这种卓越、创新和合作的文化吸引了全球最优秀的临床医生和研究人员，他们能够迅速将研究突破转化为对患者和社会有益的新产品和服务。我们很荣幸成为这一新阵列试验的领先站点，并期待从收集和分析的详细数据中获得新的发现。”

研究方法

作为一项开放标签、单臂可行性研究的一部分，西奈山的神经外科医生在研究参与者的大脑表面临时放置了这种实验设备。这些参与者正在接受颅内手术，手术中通常会进行表面映射，并将其与诱发电位（测量大脑对感官刺激反应的测试）或标准化行为任务相关联。

该设备记录了高分辨率的电生理信号，并将收集到的数据与使用标准皮质表面阵列获得的数据进行比较。西奈山的神经科学家团队将分析和解释从设备中收集的大量数据。研究的次要目标是评估薄膜电极在绘制清醒行为任务（包括运动、语言和认知任务）的电生理相关性方面的能力。

研究意义

西奈山伊坎医学院神经科学和神经外科副教授、人类神经生理学实验室主任、试验首席研究员Ignacio Saez博士表示：“尽管人类大脑活动极为复杂，但标准监测工具只能捕获我们所需数据的一小部分——从少数几个区域或以非常慢的时间分辨率获取。这种低分辨率数据极大地限制了我们理解大脑功能和脑部疾病的能力。新设备令人兴奋，因为它为我们提供了大脑电活动的极其详细的描绘，每秒从每个参与者的大脑数千个位点捕获数千个数据点。通过以前所未有的分辨率监测神经元活动，西奈山的跨学科团队希望深入了解大脑功能如何支持行为以及如何受疾病状态影响。我们的最终目标是获得可操作的知识，为神经和精神疾病的新治疗方法打开大门，并改善患者的生活质量。”

关于Precision Neuroscience

Precision Neuroscience由西奈山伊坎医学院神经外科助理教授Benjamin Rapoport博士联合创立。Rapoport博士是一名执业神经外科医生，拥有电气工程和计算机科学博士学位。他还担任西奈山BioDesign的科学主任，这是一个位于西奈山医疗系统内的医疗技术原型设计和孵化中心。Rapoport博士是Precision Neuroscience的股东，并担任其首席科学官和董事会成员。作为神经外科系的教职员工，他向Bederson博士汇报。Bederson博士和西奈山医院在Precision Neuroscience中没有经济利益。西奈山的所有Precision Neuroscience研究均由独立研究人员进行，与公司无财务关联。