Question

脑部植入电极的主要功能

Answer 1

大脑活动伴随着神经元放电产生，而神经科学和神经工程研究需要研究大脑神经元的电活动情况，以了解大脑产生、传输和处理信息的机制。植入式微电极阵列作为一种传感器件，是时间分辨率最高的神经电活动传感手段之一，可以在尽量不损伤神经系统的前提下，记录神经系统甚至单个神经元的动作电位。

如果可以记录大脑运动输出中枢的神经电信号活动，了解其信号特点与运动模式之间的对应关系，就可以通过脑电直接控制外部设备做出相应的动作。通过这个方式，截瘫病人可以使用脑电信号控制不同的机械电子设备完成不同的日常活动，这一技术通常被称为脑-机接口。

另一方面，神经元在接受电极的电刺激信号时，可以被激活或活动受到抑制，这一过程一般称为调控。通过神经电极，可以对大脑特定区域或外周神经施加电刺激，抑制不正常的神经发放，用以治疗帕金森病或慢性疼痛等疾病；也可以使用经过视觉和听觉调制的编码信号刺激视觉神经和听觉神经，部分修复受损的听觉和视觉，这一技术通常也被称为人工耳蜗或人造视网膜。

这些只是应用在临床上的一些应用，事实上，科研人员在实验室内利用微电极在动物身上已经实现了很多不可思议的功能。比如通过在大鼠脑袋中植入刺激电极来操控大鼠的左右转向及前进，从而控制大鼠的运动轨迹，实现大鼠机器人的功能，这方面国内浙大的研究团队做的比较多。另外，还有其他人通过将植入大鼠脑内的记录、刺激电极与人工智能整合在一起，使得大鼠的学习能力得到了很大的提升。 

无论是脑-机接口中使用的记录电极还是人工耳蜗中用刺激电极，其功能是实现神经系统与外部电子系统之间的信号交换和传递，因此神经电极也是神经科学家了解神经系统活动，研究大脑工作机制的重要工具。

不过由于微电极的制作工艺要求非常高，我们国内使用的大部分产品都是从国外买来的。好在近几年国内的一些优秀的公司团队也在开发这方面的产品，比如清华团队在临床上用于治疗神经系统疾病的刺激电极，以及郑大团队（科斗脑机）开发出在大小动物上应用的多通道微丝电极阵列（记录电极以及刺激电极）。相信随着中国国内整体科研能力逐渐提升，尤其最近提出的脑科学计划，以后会有越来越多这样的产品及公司的。

Answer 2

脑部植入电极可以很好的记录下瘫痪病人的大脑活动，然后可以将活动记录转到电脑鼠标指针的移动从而帮助脑损伤患者控制机器手臂。
由于这种新植入电极丝质材料柔软，超薄，且灵敏度高，它还可以抵达旧型脑部植入电极无法达到的大脑区域。