来历：IEEE电气电子工程师学会
InBrain
据悉，总部位在巴塞罗那的一家名为Inbrain Neuroelectronics的草创公司生产出了一种由石墨烯制成的新型年夜脑植入物，并计划于本年炎天举行初次人体实验。
这项技术属在脑机接口（BCI）的一快盈VIII平台-种。脑机接口因其可以或许纪录年夜脑旌旗灯号并将其传输至盘算机举行分析而备受关注。它们已经被用在医疗诊断、为没法说话的人提供相同装备、以和节制外部装备，包罗机械人肢体。Inbrain公司筹算将其BCI技术转化为医治帕金森病等神经问题的工具。
因为Inbrain公司的芯片是由石墨烯制成的，这类神经接口具备一些有趣的特征 ——既能纪录年夜脑旌旗灯号又能刺激年夜脑。这类双向性解决了传统金属芯片于BCI技术中碰到的一个要害问题：法拉第反映。法拉第反映是指金属电极与电解质溶液之间发生的一种特定类型的电化学历程。而神经结构重要由水性电解质组成。随着时间的推移，这些法拉第反映会降低金属芯片的有用性。
是以，Inbrain公司器具有良好电导性的石墨烯取代了通常用在此类芯片的金属。Inbrain公司的首席履行官兼结合开创人Carolina Aguilar体现：“金属会发生法拉第反映，使所有电子相互作用，从而降低其将旌旗灯号传回年夜脑的有用性。”
因为石墨烯素质上是碳而不是金属，Aguilar说该芯片可以于不孕育发生法拉第反映的情况下注入多达200倍的电荷。是以，这类质料于医治工具所需的数百万次刺激脉冲中连结稳定。虽然Inbrain公司还没有测试芯片用在脑刺激，但公司预计于不久的未来会实现这一目标。
凭据Aguilar的说法，石墨烯芯片是使用传统半导体技术于晶圆上生产的。于无尘车间里，Inbrain公司制造出厚度为10微米的芯片。该芯片由Aguilar称为“石墨烯点（graphene dots）”（与石墨烯量子点差异，https://spectrum.ieee.org/quantum-dots-made-from-graphene-help-realize-their-promise-for-quantum-computing）组成，尺寸规模为25至300微米。“这类微米级别使咱们可以或许以怪异的分辩率解码来自负脑的旌旗灯号，同时也能实现年夜脑的微米级刺激或者调治，”Aguilar增补道。
石墨烯基脑机接口的测试
该平台的初次人体测试将于英国曼彻斯特年夜学举行，于那里它将作为脑肿瘤切除了术的接口。于切除了肿瘤时，外科医生必须确保不毁伤年夜脑的语言中枢等区域，以制止患者术后遭到侵害。“芯片于肿瘤切除了历程中被放置，以很是高的分辩率读取告诉外科医生哪里有肿瘤及哪里没有肿瘤的旌旗灯号，”Aguilar说。这应该能使外科医生以微米级精度提取肿瘤，同时保留言语及认知等功效区。
Aguilar增补道：“咱们接纳这类要领举行初次人体测试，由于它是证实石墨烯宁静性并展示其相对于在当前金属技术潜力的很是靠得住及快捷的路子。”
Aguilar夸大，Inbrain公司团队已经经测试了石墨烯基芯片的生物相容性。“于已往三年里，咱们经由历程种种年夜型动物的宁静性研究一直于举行生物相容性事情，”Aguilar说，“以是现在咱们可以获得这些绿灯来证实于人类身上的特别宁静水平。”
虽然这次于曼彻斯特的芯片测试旨于辅助脑肿瘤手术，但一样的技术终极可以用来资助帕金森病患者。为此目的，Inbrain公司的体系去年9月获得了美国食物药品监视治理局（FDA）的突破性装备认证（https://www.businesswire.com/news/home/20230919347435/en/INBRAIN-Neuroelectronics-Announces-FDA-Breakthrough-Device-Designation-for-Its-Graphene-Based-Intelligent-Network-Modulation-Platform），作为医治帕金森病的辅助疗法。“对于在帕金森病的医治，咱们一直于举行差异的临床前研究，这些研究注解，于削减帕金森病症状方面，石墨烯芯片相对于在现有贸易技术具备合理的优胜性，”Aguilar说。
对于在帕金森病的医治，Inbrain公司的芯片毗连到年夜脑中对于运动至关主要的黑质纹状体通路（https://en.wikipedia.org/wiki/Nigrostriatal_pathway）。芯片起首会解码来自负脑的触发法式或者抬起手臂的用意旌旗灯号——这也是典型的BCI可以做到的。但Inbrain公司的芯片依附其微米级精度，另有可以解码与帕金森症状相干的病理生物标志物，如震颤、僵直及步态冻结。
经由历程极为切确地确定这些生物标志物，Inbrain公司的技术可以确定患者当前药物医治的效果。于Inbrain公司芯片的第一代中，它不会直接医治帕金森症状，而是使患上更好地靶向及削减医治中利用的药物量成为可能。
Aguilar体现：“帕金森病患者服用年夜量药物，这些药物必须随着时间的推移而转变，以跟上患者对于药物效劳不停增加的反抗力。咱们至少可以削减50%的药物利用量，并希望未来随着咱们装备的切确性提高，能进一步削减。”
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