科学家们在开发柔软的“生物相容性”电极方面取得了巨大进步。但相对而言，较少关注的是如何真正将这些设备（在脑机接口等领域具有广泛应用，例如用于控制假肢设备）植入人体头部。由瑞士洛桑联邦理工学院 (EPFL) 的神经技术专家斯蒂芬妮·拉库尔 (Stéphanie Lacour) 领导的研究人员在《科学机器人》杂志上提出了一个巧妙的解决方案来解决这个问题。
位于大脑表面的电极阵列最常用于绘制癫痫患者与癫痫发作相关的脑活动图。这项技术需要覆盖相对较大区域的阵列，因此需要通过称为开颅手术的程序移除至少相等面积的颅骨。
拉库尔和她的同事们构建的植入物是通过颅骨上的一个小孔插入的。“它真正解决了一个重大的、长期存在的实际问题……解决方案足够简单，似乎可以转化为临床应用，”查尔姆斯理工大学生物工程师玛丽亚·阿斯普伦德 (Maria Asplund) 说，她没有参与这项研究，但撰写了随附的评论。
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该植入物由一种可拉伸的“弹性体”材料制成，该材料模仿硬脑膜，即包围大脑的膜。该研究的第一作者，同样来自 EPFL 的工程师宋苏科 (Sukho Song) 借鉴了软体机器人技术中的一种称为外翻的技术，增加了一种新颖的展开机制：最初，电极阵列的“臂”像反向手套的手指一样塞在一个圆柱形加载器内。一旦加载器插入小孔，流体压力会驱动每个臂在颅骨和大脑之间一毫米的空间内水平伸展。应变传感器会发出完全伸展的信号。
该团队使用物理大脑和颅骨模型来计算出最佳形状和尺寸，以最大限度地扩大覆盖范围，同时最大限度地减少组织压缩。目前的原型可以通过一个两厘米的孔插入，并展开六个螺旋形臂，实现对直径四厘米区域的均匀覆盖。
之前最相似的尝试是为脊髓构建的，如果用于大脑，则会占用太多空间。“这里增加的是，植入物只进行你希望它进行的运动，”阿斯普伦德说。“它应该具有最小的体积，并且仅在一个平面内展开。”
研究人员通过将一个带有一根直臂的更简单的设备植入一只小型猪体内来测试该技术。他们将其定位在处理触觉的体感皮层上方，并证实当刺激动物的鼻子时，记录到了适当的信号。他们之后没有看到明显的脑损伤迹象，尽管显微镜检查显示有非常轻微的免疫反应。“这需要进一步研究，”拉库尔说，“但这些是令人鼓舞的第一步。”
一家名为 Neurosoft Bioelectronics 的衍生公司正在致力于临床应用。“他们在医疗级制造方面取得了良好进展，”拉库尔说。“他们正在与监管机构进行讨论。”