一组研究人员创造了一种新的技术,用于诊断、管理和治疗神经系统疾病,减少了对侵入性手术的需求。
以莱斯大学的雅各布·罗宾逊和德克萨斯大学医学分校的彼得·坎为首的研究团队,开发了一种微创技术,用于神经系统疾病的诊断、管理和治疗。他们的研究结果于11月11日发表在《自然生物医学工程》上。
通常,与神经系统连接的方法涉及对颅骨进行钻孔以与大脑交互。然而,这些研究人员引入了一种革命性的技术,称为内腔脑接口(ECI)。这种方法通过脑脊液(CSF)实现对神经结构(包括大脑和脊髓)的电记录和刺激。
罗宾逊博士,一位电气与计算机工程及生物工程教授,表示:“通过ECI,我们可以同时到达大脑和脊髓的多个区域,而无需打开颅骨,大大降低了与传统手术方法相关的并发症几率。”
ECI利用包裹神经系统的脑脊液,作为放置专门设备的通道。通过在下背部进行简单的腰椎穿刺,研究人员可以操控柔性导管进入大脑和脊髓。
整个无线系统采用微型磁电驱动的生物电子设备,可以通过小的经皮过程引入。柔性导管可以轻松地从脊髓蛛网膜下腔引导到大脑的脑室。
坎教授,同时是UTMB的神经外科罗伯特·L·穆迪高级讲席教授,评论道:“这一技术是首创,允许神经接口通过简单的微创腰椎穿刺同时访问大脑和脊髓。这为中风康复、癫痫监测及其他多种神经应用提供了新的治疗机会。”
为了验证他们的理论,研究团队使用磁共振成像检查了内腔腔隙,并测量了人类被试的蛛网膜下腔的宽度。他们还在大型动物模型上进行测试,特别是羊,以确保新的神经接口的可行性。
实验结果表明,导管电极可以有效地输送并定位于大脑的脑室空间和表面进行电刺激。通过磁电植入体,研究人员成功记录了诸如肌肉激活和脊髓电位等生理信号。
初步安全评估显示,植入大脑后,ECI在30天内仍然有效,造成的损伤极少。
此外,研究还表明,与需要抗血栓药物并受到血管尺寸和位置限制的血管内神经接口不同,ECI提供了对神经靶点更大的接触,而无需此类药物。
莱斯大学校友、该研究的主笔Josh Chen表示:“这项技术标志着微创神经接口的新里程碑,可能降低与可植入神经技术相关的风险,并扩大对更广泛患者群体的访问。”