NeuroWorm：中国発、髪の毛より細い「動く」脳インプラント電極 磁石で脳内を移動

中国科学院（CAS）深セン先端技術研究所（SIAT）と深セン理工大学、東華大学からなる研究チームは、脳組織と同じ柔らかさで、髪の毛よりも細く、これまでのどのインプラントよりも耐久性に優れた脳インプラント電極アレイ「NeuroWorm」を開発しました。これは、埋め込み後に磁力で誘導できる世界初の「動的」ブレイン・コンピュータ・インターフェース（BCI）電極であり、動物実験で記録的な長期安定性を示しました 。

NeuroWormは何が違うのか？

従来の脳インプラントは硬く、固定されており、硬い電極が柔らかい脳組織と擦れることで慢性的な炎症や信号劣化を引き起こすことがよくありました。NeuroWormは、この概念を根本から覆します。

このデバイスは、直径約196ミクロン（人間の髪の毛よりも細い）の柔らかく伸縮性のあるマイクロファイバーで、その長さに沿って最大60の独立した電極チャンネルを内蔵しています 。先端には極小の磁気ヘッドが組み込まれており、外部磁場で制御することで、脳内を「這うように」電極を誘導できる「動的電極」パラダイムを実現しました。これは従来の固定位置型インプラントからの決別です 。

ミミズの柔軟な動きと体節構造に着想を得たこの電極は、埋め込み後も脳内で前進、操作、モニタリング対象の変更が可能であり、これまでの脳インプラントにはない能力です 。

動物実験の主要な成果

動物実験において、NeuroWormは前例のない長期間にわたって高品質な神経活動を記録し、18ヶ月にわたって性能低下することなく安全に機能し続けました 。これは、組織の炎症や材料の劣化により数ヶ月で性能が劣化することが多い既存の脳インプラントよりも、はるかに長い期間です。

NeuroWormはウサギの頭蓋骨内で「移動」し、必要に応じてモニタリング対象を能動的に変更できることが実証され、脳組織と筋肉組織の両方から安定した生体電気記録を提供しました 。ラットの筋肉組織では、43週間以上にわたって安定した生体電気モニタリングを提供し、埋め込みから54週間経過しても、ファイバー周辺の線維芽細胞の被包化（カプセル化）は無視できるほど軽微でした 。

ブレークスルーを支える技術

電極は、2次元の生体電子デバイスを巻き上げて1次元のマイクロファイバーにすることで作製されます。これにより、露出した電極部位が組織とのインターフェースとなる自己被覆構造が生まれます 。このプロセスにより、最大60の個別チャンネルを統合することが可能です。ファイバーの柔らかさは、厚さ400ナノメートルのスチレン・エチレン・ブチレン・スチレン（SEBS）基板にパターン化された金線を使用することで実現され、脳組織の機械的特性に完全に一致し、慢性炎症の原因を排除します 。

誘導の仕組み：磁気ガイダンス

可動性を実現する主要な革新技術は、電極の先端に極小の磁気ヘッドを組み込んだことです。外部磁場を利用してファイバーを脳組織内で誘導することで、研究者は追加の手術を必要とせずに異なる神経集団を標的とすることができます 。この動的機能により、異なる脳領域における神経活動が時間とともにどのように変化するかについての長期的な研究が可能になる可能性があります。

発表論文と研究チーム

この研究は、2025年9月17日付の科学誌『Nature』に掲載されました。研究は、中国科学院深セン先端技術研究所（SIAT）、深セン理工大学、東華大学の研究者らによって行われました 。主な研究者は、劉志遠（リウ・ジーユエン）教授、徐田田（シュー・ティエンティエン）教授、韓飛（ハン・フェイ）准教授、そして燕偉（イェン・ウェイ）教授です 。

ブレイン・コンピュータ・インターフェースにとっての意義

NeuroWormは、脳インプラントの最大の課題である「埋め込み電極の機能寿命の短さ」と「複数の硬いプローブを挿入せずに複数の脳標的から記録できないこと」の2つに取り組みます 。単一のインプラントが動的に移動しながら1年以上記録できるようになることで、長期的な神経動態の研究や、神経疾患治療のための将来のBCIアプリケーションに新たな可能性が開かれます。