微創電極助治癲癇患者

    瑞士理工學院研究團隊日前設計出一種能插入人類頭骨的微創電極。這種新穎的電極可通過頭骨上的一個小孔，插入一個較大的皮質電極陣列，將其部署在頭骨和大腦表面之間約一毫米的空間內，而不會損害大腦。

    一般來說，癲癇患者在臨床上有不同症狀和變化，現在瑞士科學家打造出、微創植入科技，只要在頭骨鑽開一公分小孔、就能將電極陣列植入腦中，收集大腦表面信息。將模型頭骨掀開，露出大腦，植入裝置。研究人員指出，電極的概念是M.法拉第進行系統電解實驗後在一八三四年提出的，原意只指構成電池的插在電液中的金屬棒。電池的組成部分，是由一連串相互接觸的物相構成，其一端是電子導體──金屬（包括石墨）或半導體，另一端必須是離子導體──電解質（簡稱“電解液”或“電液”）。在電池中電極一般指與電解質溶液發生氧化還原反應的位置。電極有正負之分，一般正極為陰極，獲得電子，發生還原反應，負極則為陽極，失去電子發生氧化反應。電極可以是金屬或非金屬，只要能夠與電解質溶液交換電子，即成為電極。研究人員表示，瑞士理工學院研發的這種電極有螺旋狀的“手臂”，每只“手臂”可在高度敏感的腦組織上展開。這是結合軟生物電子學和軟機械人技術概念後的工程設計。這個電極陣列能穿過一個直徑兩厘米的孔，但當展開時，會延伸成直徑四厘米的表面。它有六個螺旋形“手臂”，以最大限度地擴大電極陣列的表面積，從而增加與皮質接觸的電極數量。

    研究人員表示，該裝置有點像一隻螺旋蝴蝶，在變形之前複雜地擠在它的繭裡，電極陣列連同它的螺旋臂被整齊地折疊在一個圓柱形的管子裡，即裝載器，能在通過頭骨上的小孔後展開。

    受軟機械人啟發，根據外翻驅動機制，每個螺旋“手臂”都輕輕地依次在敏感的腦組織上展開。研究人員表示，外翻機制的美妙之處在於，他們可以部署任意大小的電極，同時對大腦施加持續且最小的壓力。電極陣列看起來像一種橡膠手套，每個螺旋形“手指”的一側都有柔性電極圖案。“手套”是倒置的，或是從裡到外翻轉的，並在圓柱形裝載器內折疊。在展開時，液體被注入每個倒置的“手指”中，一次一個，將倒置的“手指”向外旋轉。

    研發團隊指出，到目前為止，可展開電極陣列已經在小型豬身上測試成功。未來，該技術可能為癲癇患者提供微創解決方案。

    新    丁