传感器阵列以最高分辨率记录大脑信号

一个由工程师、外科医生和医学研究人员组成的团队发布了来自人类和老鼠的数据，证明了一种新的大脑传感器阵列可以直接记录来自人脑表面的电信号，并实现破纪录的细节处理。大脑传感器有一个密集的网格，由1024或2048个嵌入式ECoG传感器组成。如果被批准用于临床，该传感器将直接从大脑皮层表面向外科医生提供脑信号信息，分辨率比目前可用的分辨率高100倍。本文发表于19日《科学转化医学》杂志。

人脑总是在运动。例如，随着每一次心跳，大脑会随着流经它的脉动血液而运动。从直接放置在大脑表面的传感器网格记录大脑活动已经被外科医生广泛用作切除脑肿瘤和治疗对药物或其他药物无反应的癫痫的工具。

这项新的研究提供了广泛的同行评议数据，证明带有1024或2048个传感器的网格可以用来可靠地记录和处理直接来自人和大鼠大脑表面的电信号。相比之下，当今外科手术中最常用的ECoG网格通常有16到64个传感器。

以如此高的分辨率记录脑信号可以提高外科医生尽可能切除脑肿瘤的能力，同时最大限度地减少对健康脑组织的损伤。对于癫痫来说，以更高的分辨率记录大脑信号的能力可以提高外科医生准确识别癫痫发作起源的大脑区域的能力，从而可以在不接触附近不参与癫痫发作的大脑区域的情况下移除这些区域。这样，这些高分辨率网格可以增强正常功能脑组织的保存。

研究小组说，这次可以以更高的分辨率记录大脑信号，因为它们可以将单个传感器放置得更靠近，而不会导致附近传感器之间的干扰。例如，该团队的3 cm 3 cm网格和1024个传感器直接记录了19名志愿者的脑组织信号。在这种网格配置中，传感器彼此相距一毫米。相比之下，已被批准用于临床的ECoG电网通常具有相距1厘米的传感器。这为新网格提供了每单位面积100个传感器，而临床使用的网格每单位面积有1个传感器。

该项目由加州大学圣地亚哥分校雅各布斯工程学院领导，其他团队成员来自马萨诸塞州总医院和俄勒冈州健康与科学大学。该团队正在研究这些高分辨率ECoG网格的无线版本，可用于监测顽固性癫痫患者的大脑长达30天。