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近日,，中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所腦圖譜與類(lèi)腦智能實(shí)驗(yàn)室腦機(jī)接口與融合智能團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)的柔性微電極植入機(jī)器人產(chǎn)品——CyberSense,，通過(guò)深圳市“腦解析與腦模擬”重大科技基礎(chǔ)設(shè)施預(yù)驗(yàn)收，可助力科學(xué)家將“比頭發(fā)絲更細(xì)更軟”的柔性微電極植入實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的大腦皮層,，為腦機(jī)接口與腦科學(xué)研究提供關(guān)鍵支撐,。

植入機(jī)器人CyberSense具有自動(dòng)化程度高、可植入數(shù)量多,、空間定位準(zhǔn),、時(shí)間效率高、使用方便快捷,、靈活避讓血管的優(yōu)勢(shì),，可以提高成功率和植入效果。

CyberSense是“縫紉機(jī)”式柔性電極自動(dòng)植入機(jī)器人,，擁有多項(xiàng)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),，可靈活兼容不同規(guī)格的柔性微電極，能夠應(yīng)用于嚙齒類(lèi),、非人靈長(zhǎng)類(lèi)等動(dòng)物的大腦皮層植入,。植入機(jī)器人可以在其智能感知系統(tǒng)的引導(dǎo)下，以微米級(jí)的三維操作精度,，將多根厚度≤10微米,、寬度≤100微米的微絲狀電極植入大腦皮層內(nèi),，并靈活避讓腦血管。由于植入過(guò)程是利用一根硬質(zhì)針不斷上下穿梭,、操作柔軟的微絲,，類(lèi)似于縫紉機(jī)的工作過(guò)程，因此國(guó)內(nèi)外學(xué)者稱(chēng)其為“縫紉機(jī)”式植入,。

植入后的柔性微電極可將大腦的神經(jīng)電信號(hào)傳導(dǎo)到微型芯片,，由微型芯片對(duì)收集到的神經(jīng)信號(hào)進(jìn)行處理和通信，從中解析出大腦在執(zhí)行的信息處理,，并控制外部設(shè)備,，也可以通過(guò)微電流刺激電極觸點(diǎn)附近的神經(jīng)細(xì)胞，對(duì)腦活動(dòng)進(jìn)行調(diào)控,。目前,，CyberSense已成功支持中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所和微靈腦機(jī)等研制的多種規(guī)格的柔性微電極植入，服務(wù)于腦機(jī)接口和神經(jīng)電生理研究,。

植入式腦機(jī)接口是高度交叉的領(lǐng)域,，涉及電極、芯片,、植入,、通信、腦外科,、人工智能,、神經(jīng)解碼等技術(shù)，需要多學(xué)科協(xié)作創(chuàng)新和集成攻關(guān),。隨著新材料和微納加工技術(shù)的進(jìn)步,，現(xiàn)在的植入式電極越來(lái)越微小和柔軟，能夠降低植入創(chuàng)傷和排異反應(yīng),，但植入難度也越來(lái)越大，遠(yuǎn)超人手和肉眼的能力極限,，因此高度自動(dòng)化的植入機(jī)器人成為腦機(jī)接口領(lǐng)域的核心設(shè)備,。植入式腦機(jī)接口可以給殘障人士帶來(lái)高性能的意念控制、語(yǔ)音合成,、視覺(jué)重建等技術(shù)福利,，也可以協(xié)助科學(xué)家利用高通量信號(hào)研究大腦的工作原理。如何采集大量的高質(zhì)量神經(jīng)信號(hào),，并盡可能降低植入帶來(lái)的安全風(fēng)險(xiǎn),，是植入式腦機(jī)接口技術(shù)面臨的核心問(wèn)題。

植入式腦機(jī)接口已由硬質(zhì)電極時(shí)代進(jìn)入柔性電極時(shí)代,，柔性電極有多種類(lèi)型,，例如貼在大腦皮層表面的薄膜電極,、從靜脈血管介入的支架電極等，各有千秋,，相比之下,，微絲狀柔性電極的優(yōu)勢(shì)是，在植入大腦皮層內(nèi)部后,，電極與神經(jīng)元直接接觸,，能夠采集到高精度的神經(jīng)元脈沖。

柔性腦皮層微電極植入機(jī)器人CyberSense

動(dòng)物大腦皮層多電極植入效果