NeuroWorm: Chinees hersenimplantaat dunner dan een haar is magnetisch te sturen

Een Chinees onderzoeksteam heeft een flexibele hersenimplantaat-elektrode ontwikkeld, genaamd NeuroWorm, die zo zacht is als hersenweefsel en dunner dan een haar. Het is de allereerste 'dynamische' electrode voor een brein-computerinterface (BCI) die na implantatie magnetisch kan worden gestuurd. In dierproeven werd een recordbrekende levensduur gemeten.

Wat maakt NeuroWorm anders?

Traditionele hersenimplantaten zijn stijf en vast op één plek geplaatst. Ze veroorzaken vaak chronische ontstekingen en signaalverlies doordat harde elektroden tegen het zachte hersenweefsel schuren. NeuroWorm gooit het roer helemaal om.

Het apparaat is een zachte, rekbare microvezel met een diameter van ongeveer 196 micron – dunner dan een menselijk haar – waarin tot 60 onafhankelijke elektrodekanalen over de lengte zijn verwerkt . Aan het uiteinde zit een klein magnetisch kopje, waarmee de elektrode met externe magneetvelden door de hersenen kan worden gestuurd in een 'zwervende' modus. Dit is een gloednieuw paradigma van een 'dynamische elektrode' die afstand neemt van de traditionele vaste implantaten .

Geïnspireerd op de flexibele beweging en het gesegmenteerde lijf van een regenworm kan de elektrode na implantatie vooruit bewegen, van richting veranderen en zelfs andere meetpunten in de hersenen opzoeken – een mogelijkheid die geen enkel eerder hersenimplantaat bood .

Belangrijkste resultaten uit dierproeven

In dierproeven registreerde NeuroWorm hersensignalen van hoge kwaliteit met een ongekende helderheid op lange termijn. Het implantaat bleef 18 maanden veilig functioneren zonder enig prestatieverlies . Dat is aanzienlijk langer dan de meeste bestaande hersenimplantaten, die doorgaans binnen enkele maanden achteruitgaan door weefselontsteking of materiaalfalen.

NeuroWorm werd gedemonstreerd terwijl hij door de schedels van konijnen 'zwierf' en actief van meetpunt veranderde. Hij gaf stabiele bio-elektrische metingen van zowel hersen- als spierweefsel . In spierweefsel van ratten leverde hij meer dan 43 weken lang stabiele metingen, en zelfs na 54 weken was er nauwelijks sprake van ophoping van bindweefsel rond de vezel .

De technologie achter de doorbraak

De elektrode wordt gemaakt door een 2D-bio-elektronisch apparaat op te rollen tot een 1D-microvezel. Zo ontstaat een zelf-inkapselende structuur met blootliggende elektrodecontacten als weefselinterface . Dit proces maakt de integratie van tot 60 aparte kanalen mogelijk. De zachtheid van de vezel (met een 400 nm dikke SEBS-laag en gouddraadpatronen) zorgt ervoor dat de mechanische eigenschappen overeenkomen met die van hersenweefsel, waardoor chronische ontsteking wordt voorkomen .

Hoe wordt hij gestuurd: magnetische geleiding

De cruciale innovatie die de beweeglijkheid mogelijk maakt, is het kleine magnetische kopje aan de punt van de elektrode. Externe magneetvelden kunnen de vezel vervolgens door het hersenweefsel sturen, zodat onderzoekers verschillende zenuwcelpopulaties kunnen aanprikken zonder een nieuwe operatie . Deze dynamische eigenschap zou langetermijnstudies mogelijk kunnen maken naar hoe hersenactiviteit in de loop van de tijd verandert in verschillende hersengebieden.

Publicatie en onderzoeksteam

Het onderzoek werd op 17 september 2025 gepubliceerd in Nature door onderzoekers van het Shenzhen Institutes of Advanced Technology (SIAT) van de Chinese Academie van Wetenschappen, de Shenzhen University of Advanced Technology en Donghua University . De leidende onderzoekers zijn prof. Liu Zhiyuan, prof. Xu Tiantian, assoc. prof. Han Fei en prof. Yan Wei .

Waarom dit belangrijk is voor brein-computerinterfaces

NeuroWorm lost twee van de grootste problemen van BCI's op: de korte levensduur van geïmplanteerde elektroden en de onmogelijkheid om meerdere hersengebieden te meten zonder meerdere stijve probes in te brengen . Doordat één implantaat dynamisch kan bewegen en meer dan een jaar lang kan meten, opent dit nieuwe mogelijkheden voor het bestuderen van langetermijnprocessen in het brein en voor toekomstige BCI-toepassingen bij neurologische aandoeningen.