NeuroWorm問世：可磁控「遊走」的柔軟腦電極，改寫腦機介面規則

由中國科學院深圳先進技術研究院（SIAT）領銜、深圳理工大學與東華大學共同參與的跨單位團隊，成功開發出一款名為 NeuroWorm 的新型軟性腦植入電極陣列。這項研究成果已於 2025 年 9 月 17 日正式發表於頂尖學術期刊《自然》（Nature）。

NeuroWorm 有何不同？

傳統的腦植入電極大多採用硬質材料，植入後位置固定，長期下來容易因與柔軟的腦組織摩擦而引發慢性發炎，進而導致訊號衰減。NeuroWorm 的設計從根本上改變了這個困境。

這款裝置是一條柔軟、可拉伸的微纖維，直徑僅約 196 微米，比一根人類的頭髮還細，卻能沿著長度分佈多達 60 個獨立電極通道。其末端搭載一個微小的磁頭，可讓研究人員利用外部的磁場控制電極，以類似「蠕動」的方式在腦內移動，這是全球首創的「動態電極」新典範。

研究團隊表示，他們是從蚯蚓靈活的運動方式與分節體型中獲得靈感，讓電極能在植入後持續前進、轉向甚至更換監測目標。

動物試驗關鍵成果

在動物試驗中，NeuroWorm 展現了前所未有的長期穩定性與清晰度，能安全且穩定地記錄腦部神經活動長達 18 個月，期間效能完全沒有衰減。相較之下，現有大多數腦植入電極往往僅能維持數月便因組織發炎或材料失效而退化。

除了在兔子顱內展示「遊走」能力並成功切換監測目標之外，NeuroWorm 在肌肉組織中也同樣表現出色。在大鼠的肌肉內，它提供了超過 43 週的穩定生物電訊號監測；即便植入長達 54 週，電極纖維周圍的纖維母細胞包裹現象仍幾乎可忽略不計。

關鍵技術：如何打造這條「軟蟲」？

NeuroWorm 的製程極具巧思。研究團隊將 2D 平面的生物電子裝置「捲起」成 1D 的微纖維（microfibre），形成一個自我封裝的立體結構，並在表面暴露作為組織介面的電極點，最多可整合 60 個獨立通道。

這條纖維的核心基材為僅 400 奈米厚的苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯（SEBS），上面透過真空熱蒸鍍圖案化金導線，確保其軟硬度與腦組織幾乎一致，從根本上消除了慢性發炎的來源。

如何轉向？磁導航的奧秘

讓 NeuroWorm 得以「活動自如」的關鍵，在於尖端搭載的微型磁頭。研究人員只需透過體外磁場，就能引導這條纖維在腦組織中前進，無須額外進行開刀手術，即可精準鎖定不同區域的神經元進行記錄。這種動態能力為長期觀察大腦隨時間變化的神經網絡提供了前所未有的工具。

研究團隊與發表

這項研究由中國科學院深圳先進技術研究院的 劉志遠教授、徐甜甜教授 與 韓飛副教授，以及東華大學的 嚴偉教授 共同領導，相關論文已發表於《自然》期刊。

為何這項成果至關重要？

NeuroWorm 的成功，同時突破了腦機介面（BCI）發展的兩大瓶頸：植入電極的壽命過短，以及無法在不重複手術的前提下記錄多個腦區的活動。如今，一條柔軟的電極就能在體內「定居」超過一年半，還能到處「趴趴走」，為研究長期神經動態、治療神經退化性疾病，以及下一代腦機介面的臨床應用，打開了一扇全新的大門。