Innoituksena on käytetyn lieron joustavaa liikettä ja segmentoitua vartaloa muistuttava rakenne: elektrodi voi edetä, ohjata ja vaihtaa seurantakohdetta aivoissa implantoinnin jälkeen – sellainen kyky, jota millään aiemmalla aivoimplantilla ei ole ollut .

Keskeiset tulokset eläinkokeissa

Eläinkokeissa NeuroWorm tallensi korkealaatuista hermosignaalia ennennäkemättömän pitkäaikaisella tarkkuudella ja pysyi turvallisesti toimintakunnossa 18 kuukautta ilman suorituskyvyn heikkenemistä . Tämä on merkittävästi pidempi aika kuin useimpien olemassa olevien aivoimplanttien, jotka tyypillisesti heikkenevät kuukausissa kudostulehduksen tai materiaalin väsymisen vuoksi.

NeuroWorm kykeni "vaeltamaan" kanin kallon sisällä, vaihtaen aktiivisesti seurantakohdetta tarpeen mukaan, ja se tarjosi stabiileja biosähköisiä mittauksia sekä aivo- että lihaskudoksesta . Lihaskudoksessa se tarjosi stabiilia biosähköistä seurantaa rotilla yli 43 viikon ajan, ja jopa 54 viikon implantoinnin jälkeen kuidun ympärillä oleva fibroblastien kapseloituminen oli yhä vähäistä .

Teknologia läpimurron takana

Elektrodi valmistetaan rullaamalla 2D-bioelektroninen laite 1D-mikrokuitukaapeliksi, jolloin syntyy itsekapseloitunut rakenne, jossa paljaat elektrodikohdat toimivat kudosliittyminä . Prosessi mahdollistaa jopa 60 erillisen kanavan integroinnin, ja kuidun pehmeys (400 nm paksu styreeni-etyleeni-butyleeni-styreeni-alusta, johon on kuvioitu kultajohtoja) varmistaa, että se vastaa aivokudoksen mekaanisia ominaisuuksia – poistaen kroonisen tulehduksen lähteen .

Miten se ohjaa: Magneettinen ohjaus

Keskeinen innovaatio liikkuvuuden mahdollistamiseksi on pienen magneettipään sijoittaminen elektrodin kärkeen. Ulkoisia magneettikenttiä voidaan sitten käyttää kuidun ohjaamiseen aivokudoksen läpi, mikä antaa tutkijoille mahdollisuuden kohdistaa eri hermosolupopulaatioihin ilman uutta leikkausta . Tämä dynaaminen kyky voi mahdollistaa pitkäaikaistutkimukset hermoston toiminnan muuttumisesta ajan myötä eri aivoalueilla.

Julkaisu ja tutkimusryhmä

Tutkimus julkaistiin Nature-lehdessä 17. syyskuuta 2025. Sen toteuttivat tutkijat Shenzhenin edistyneen teknologian instituutista (SIAT) Kiinan tiedeakatemiasta, Shenzhenin edistyneen teknologian yliopistosta ja Donghuan yliopistosta . Johtavia tutkijoita ovat professori Liu Zhiyuan, professori Xu Tiantian, apulaisprofessori Han Fei ja professori Yan Wei .

Miksi tämä on tärkeää aivo-sähköliitännöille

NeuroWorm vastaa kahteen suurimpaan haasteeseen, jotka ovat hidastaneet aivo-sähköliitäntöjen kehitystä: implantoitujen elektrodien lyhyt toiminnallinen elinikä ja kyvyttömyys tallentaa useista aivokohteista ilman useiden jäykkien antureiden asettamista . Mahdollistamalla yhden implantin dynaamisen liikkeen ja tallennuksen yli vuoden ajan, se avaa uusia mahdollisuuksia pitkäaikaisten hermoston dynamiikkojen tutkimiseen ja tuleviin BCI-sovelluksiin neurologisten sairauksien hoidossa.

Innoituksena on käytetyn lieron joustavaa liikettä ja segmentoitua vartaloa muistuttava rakenne: elektrodi voi edetä, ohjata ja vaihtaa seurantakohdetta aivoissa implantoinnin jälkeen – sellainen kyky, jota millään aiemmalla aivoimplantilla ei ole ollut .

Keskeiset tulokset eläinkokeissa

Eläinkokeissa NeuroWorm tallensi korkealaatuista hermosignaalia ennennäkemättömän pitkäaikaisella tarkkuudella ja pysyi turvallisesti toimintakunnossa 18 kuukautta ilman suorituskyvyn heikkenemistä . Tämä on merkittävästi pidempi aika kuin useimpien olemassa olevien aivoimplanttien, jotka tyypillisesti heikkenevät kuukausissa kudostulehduksen tai materiaalin väsymisen vuoksi.

NeuroWorm kykeni "vaeltamaan" kanin kallon sisällä, vaihtaen aktiivisesti seurantakohdetta tarpeen mukaan, ja se tarjosi stabiileja biosähköisiä mittauksia sekä aivo- että lihaskudoksesta . Lihaskudoksessa se tarjosi stabiilia biosähköistä seurantaa rotilla yli 43 viikon ajan, ja jopa 54 viikon implantoinnin jälkeen kuidun ympärillä oleva fibroblastien kapseloituminen oli yhä vähäistä .

Teknologia läpimurron takana

Elektrodi valmistetaan rullaamalla 2D-bioelektroninen laite 1D-mikrokuitukaapeliksi, jolloin syntyy itsekapseloitunut rakenne, jossa paljaat elektrodikohdat toimivat kudosliittyminä . Prosessi mahdollistaa jopa 60 erillisen kanavan integroinnin, ja kuidun pehmeys (400 nm paksu styreeni-etyleeni-butyleeni-styreeni-alusta, johon on kuvioitu kultajohtoja) varmistaa, että se vastaa aivokudoksen mekaanisia ominaisuuksia – poistaen kroonisen tulehduksen lähteen .

Miten se ohjaa: Magneettinen ohjaus

Keskeinen innovaatio liikkuvuuden mahdollistamiseksi on pienen magneettipään sijoittaminen elektrodin kärkeen. Ulkoisia magneettikenttiä voidaan sitten käyttää kuidun ohjaamiseen aivokudoksen läpi, mikä antaa tutkijoille mahdollisuuden kohdistaa eri hermosolupopulaatioihin ilman uutta leikkausta . Tämä dynaaminen kyky voi mahdollistaa pitkäaikaistutkimukset hermoston toiminnan muuttumisesta ajan myötä eri aivoalueilla.

Julkaisu ja tutkimusryhmä

Tutkimus julkaistiin Nature-lehdessä 17. syyskuuta 2025. Sen toteuttivat tutkijat Shenzhenin edistyneen teknologian instituutista (SIAT) Kiinan tiedeakatemiasta, Shenzhenin edistyneen teknologian yliopistosta ja Donghuan yliopistosta . Johtavia tutkijoita ovat professori Liu Zhiyuan, professori Xu Tiantian, apulaisprofessori Han Fei ja professori Yan Wei .

Miksi tämä on tärkeää aivo-sähköliitännöille

NeuroWorm vastaa kahteen suurimpaan haasteeseen, jotka ovat hidastaneet aivo-sähköliitäntöjen kehitystä: implantoitujen elektrodien lyhyt toiminnallinen elinikä ja kyvyttömyys tallentaa useista aivokohteista ilman useiden jäykkien antureiden asettamista . Mahdollistamalla yhden implantin dynaamisen liikkeen ja tallennuksen yli vuoden ajan, se avaa uusia mahdollisuuksia pitkäaikaisten hermoston dynamiikkojen tutkimiseen ja tuleviin BCI-sovelluksiin neurologisten sairauksien hoidossa.