电极芯片的材料是?对大脑伤害与排异反应严重吗?/十问马斯克脑机接口(四、五)

数码小果酱
熬夜修仙。法力无边。我命由我。不由天。

现在,我们知道马斯克的脑机接口,这一连接人类大脑与外部世界的桥梁中,电极芯片是作为大脑与外部设备之间的关键组件,直接或间接地与大脑的脑组织神经细胞接触,电极负责捕获、放大、记录和传输大脑神经电活动产生的微弱电信号,而芯片则对这些信号进行处理,使其能够被外部设备理解和使用。同时,电极还具备刺激大脑神经元的功能,通过施加生物刺激来影响大脑活动,从而实现大脑与计算机的双向通讯。


也就是说,电极与芯片不仅被直接植入脑组织内,电极还得常常不断地刺激脑组织做任务。那么电极、芯片的材料是什么?对大脑的损伤与排异反应怎么样呢?


问题四:


电极及芯片的材料是什么?


海螺AI:


电极主要使用了以下材料:


电极主要由金质薄膜迹线构成,这些电极被封装在


聚酰亚胺薄膜


中。为了降低电生理学的阻抗并增加界面的有效电荷承载能力,研究团队采用了


表面改性技术


,使用了聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT)和金属铱氧化物(IrOx)作为表面处理材料。


探针材料:探针使用了多种具有生物相容性的薄膜材料,主基板和电介质是聚酰亚胺,这种材料封装着金质薄膜迹线。探针的线性边缘探针和树状探针设计,使得电极触点间隔在50μm到75μm之间,线宽范围在5到50μm之间,包含几种几何形状的记录点。线的直径在4μm到6μm之间,包括最多三层绝缘层和两层导体。


问题五:


电极芯片对大脑的伤害与排异反应严重吗?


海螺AI:首先,Neuralink脑机接口设备设计考虑了生物相容性,这意味着所使用的材料考虑了减少对大脑组织的伤害和免疫反应。聚酰亚胺是一种常用的生物相容性材料,它被广泛用于生物医学应用中,因为它对生物组织友好,且稳定性好。


其排异反应也是必须重点考虑的。尽管使用了生物相容性材料,但任何植入物都有可能引起一定程度的免疫反应。Neuralink的设备设计力求最小化这种反应,例如通过使用超细聚合物探针和微型化设计来减少对大脑组织的损伤与位移。


当然,众所周知,大脑非常复杂且脆嫩,侵入式的信息采集设备如同在气球上插一根针,所以必须找到合适且安全的方法来完成。此前,FDA对Neuralink的一个严重担忧就是该设备携带电极的细线可能会迁移到大脑的其他区域,而迁移的电线会引发炎症,损害大脑关键区域的功能,并使血管破裂,还会削弱该装置的有效性,导致手术切除的风险。


而且,人体也会对植入材料产生过敏或排异反应。就目前情况来看,还尚未出现一劳永逸的电极植入方法,这也是类似于Neuralink等脑机接口公司需要着重解决的挑战之一。


最后,也许比较能令人安心的是,临床试验与监管批准。Neuralink的设备在进行人体临床试验之前,必须经过严格的监管审批流程,以确保其安全性和有效性。临床试验的结果将提供关于设备对大脑影响的更详细信息,包括任何可能的伤害和排异反应。


由此,或许我们可以说,尽管Neuralink的脑机接口电极及芯片使用了特定的生物相容性材料,并设计成最小化对大脑的伤害和排异反应。然而,任何对大脑的植入物都有潜在风险,也可以说都不可避免地对大脑造成某种程度的伤害,但任何治疗都需要人们在疗效与付出之间做出抉择。

发表于:2024-10-31 16:56
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