深部脑结构在认知、情绪、运动等功能中发挥关键作用。其中，脑室周结构及功能异常与帕金森病、阿尔茨海默病、抑郁症及孤独症等多种疾病密切相关。现有柔性平面电极具有大覆盖与高贴附的优势，但难以微创植入大脑“内表面”。SEEG、Neuropixels等穿刺式神经电极可达深脑，但可能对目标核团造成侵袭，从而难以在动态脑脊液环境下进行大面积、低损伤的长期监测。因此，构建与微创神经外科流程相兼容、可在脑室内稳定贴附，并实现高信噪比监测的柔性神经界面，具有重要基础研究与临床转化意义。
近日，中国科学院上海微系统与信息技术研究所研究团队等，开发出蚕丝蛋白赋能的微创植入式脑室内柔性神经界面。该柔性神经界面可在脑脊液环境中自展开，适形贴附深脑核团及脑室等大脑“内表面”，并可长期在体监测，为深脑核团相关神经疾病解析提供了新的技术手段。
研究团队提出了形状记忆丝蛋白支架结合可变形微电极阵列的神经界面方案。该方案可微型化装配于临床常用规格微创手术导管，实现微创递送，且进入侧脑室后，凭借丝蛋白支架的形状记忆功能，可实现自展开与适形贴附。同时，电极走线层引入共面金属屏蔽，以抑制工频噪声干扰，保障在复杂手术环境与长期随访中的信号质量。团队在帕金森绵羊中完成术中与自由活动状态下的在体验证。神经界面在绵羊尾状核头表面实现稳定记录，捕捉到帕金森病相关β振荡，以及对左旋多巴干预的响应，并在为期四周的慢性记录中维持良好电学性能与组织相容性，展示出面向深脑及脑室通路的微创、长期、广覆盖神经环路监测能力。
相关研究成果发表在《自然-通讯》（Nature Communications）上。研究工作得到国家自然科学基金委员会、中国科学院、上海市等的支持。
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丝蛋白赋能微创植入式脑室内柔性神经界面总体概览
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