[发明专利]一种基于神经触须的脑机接口

说明书

本发明公开了一种基于神经触须的脑机接口，包括若干神经触须及电子接口；神经触须的第一端用于双向电信号交互通信；神经触须的第二端与电子接口的第一端相连，电子接口的第二端用于与外部设备相连；电子接口包括若干轴突电极，轴突电极对应设置在神经触须的第二端；神经触须的枝干内诱导生长有神经轴突；轴突电极包括绝缘微型管、微电极及导线；神经轴突的尾端贯穿绝缘微型管后，并向神经轴突的首端弯曲延伸；微电极设置在绝缘微型管内；导线的一端与微电极相连，另一端用于与外部设备相连；本发明通过在神经触须的枝干内生长神经轴突，神经轴突作为大脑的电记录或电刺激的对应，避免了颅内免疫排斥反应，提高了接口的使用寿命。

技术领域

本发明属于植入式生物医疗技术领域，特别涉及一种基于神经触须的脑机接口。

背景技术

脑机接口技术具有广泛多维度的应用前景，功能最先进的脑机接口系统一般采用侵入式传感器设计来获得高时空分辨率的信号，用以提高系统功能的准确性和响应速率；现有侵入式脑机接口技术普遍使用插入脑组织的微型电子电极进行信号记录或刺激；例如：犹他电极或深部脑刺激电极；然而由于人体内对异物的天然免疫排斥反应，随着植入时间的推移，上述电子电极逐渐受到结缔组织包裹，一方面驱使目标神经元远离电极，另一方面在电极表面形成一个电绝缘层阻碍电流信号的传输，导致电极难以在人体内维持较长的稳定工作时间，从而导致整个脑机接口系统的崩溃；其他次级技术挑战包括：连接植入皮质电极和颅骨表面接口的导线由于长期受脑组织相对位移的机械应力影响，易于损坏和引起周围组织炎症。

针对上述问题，目前新型的侵入式电极设计一方面采用柔性材料来降低植入体与周围软组织的机械硬度差异，以减小产生的机械应力；另一方面尽可能地缩小电极植入体的三维尺寸，既减小对周围组织的推压，又降低免疫排斥反应。此外，高生物兼容的生化分子材料、抑制炎症的药物和吸引神经元的生长因子也被涂敷在植入体表面，用以降低对植入体的免疫排斥反应和诱导神经元贴近电极；但上述改良只能在一定程度上稍微缓解对植入电极的免疫排斥反应，从而稍微延长植入电极的工作寿命，比如1年；然而，根本的免疫排斥反应仍然无法避免，植入电极的工作寿命仍然与目标应用的需求相差甚远；上述正是目前市场上尚无成熟的侵入式脑机接口产品的主要原因。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种基于神经触须的脑机接口，以解决现有的脑机接口系统中，由于对植入电极的免疫排斥反应，导致植入电极的工作寿命较短的技术问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

本发明提供了一种基于神经触须的脑机接口，包括若干神经触须及电子接口；所述神经触须的第一端用于双向电信号交互通信；所述神经触须的第二端与电子接口的第一端相连，所述电子接口的第二端用于与外部设备相连；

所述电子接口包括若干轴突电极，所述轴突电极对应设置在所述神经触须的第二端；

所述神经触须的枝干内诱导生长有神经轴突；

所述轴突电极包括绝缘微型管、微电极及导线；所述神经轴突的尾端贯穿所述绝缘微型管后，并向所述神经轴突的首端弯曲延伸；所述微电极设置在所述绝缘微型管内；所述导线的一端与所述微电极相连，另一端用于与外部设备相连。

进一步的，所述神经触须为天然鲜活神经或人工神经生长支架；其中，所述人工神经生长支架，采用使用者自身组织材料或临时辅助性可生物降解材料制作而成。

进一步的，所述神经触须的第一端设置有倒钩，所述倒钩设置在所述神经触须的第一端外壁上。

进一步的，所述倒钩包括薄膜本体；所述薄膜本体粘裹在所述神经触须的第二端外壁上，所述薄膜本体上均匀设置有若干镂刻结构；所述薄膜本体采用可生物降解的薄膜材料制作而成。

进一步的，所述绝缘微型管的管长为0.1-1.0mm，内径为0.1mm；所述绝缘微型管的内部填充有诱导材料；其中，所述诱导材料为诱导所述神经轴突生长的可生物降解的生物化学材料。