脳-コンピューター・インターフェース向け「動的」ソフト電極を初開発(Researchers Develop First “Dynamic” Soft Electrode for Brain-Computer Interfaces)

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2025-09-18 中国科学院(CAS)

中国科学院・深圳先端技術研究院の劉志遠教授らは、世界初の「動的ソフト電極」NeuroWormを開発した。従来の脳・神経インターフェース用電極は固定型で、免疫反応や信号劣化が問題だったが、NeuroWormはミミズの運動を模倣した柔軟な繊維状デバイスで、最大60チャンネルを備え、外部磁場で体内を自在に誘導できる。ラットやウサギでの実験では、長期にわたり高品質な筋電図・神経信号を安定取得し、従来電極に比べ線維被膜が極めて薄いことが確認された。これにより、非侵襲的な再配置が可能となり、手術不要で長期的・多部位の神経モニタリングが実現。脳–コンピュータ・インターフェース、スマート義肢、てんかん診断、神経疾患治療への応用が期待される。成果は『Nature』に掲載。

<関連情報>

動的生体電子工学のための可動式長期埋込型柔軟マイクロファイバー A movable long-term implantable soft microfibre for dynamic bioelectronics

Ruijie Xie,Fei Han,Qianhengyuan Yu,Dong Li,Xu Han,Xiaolong Xu,Huan Yu,Jianping Huang,Xiaomeng Zhou,Hang Zhao,Xinping Deng,Qiong Tian,Qingsong Li,Hanfei Li,Yang Zhao,Guoyao Ma,Guanglin Li,Hairong Zheng,Meifang Zhu,Wei Yan,Tiantian Xu & Zhiyuan Liu
Nature  Published:17 September 2025
DOI:https://doi.org/10.1038/s41586-025-09344-w

脳-コンピューター・インターフェース向け「動的」ソフト電極を初開発(Researchers Develop First “Dynamic” Soft Electrode for Brain-Computer Interfaces)

Abstract

Long-term implantable bioelectronics offer a powerful means to evaluate the function of the nervous system and serve as effective human–machine interfaces1,2,3. Here, inspired by earthworms, we introduce NeuroWorm—a soft, stretchable and movable fibre sensor designed for bioelectronic interface. Our approach involves rolling to transform 2D bioelectronic devices into 1D NeuroWorm, creating a multifunctional microfibre that houses longitudinally distributed electrode arrays for both bioelectrical and biomechanical monitoring. NeuroWorm effectively records high-quality spatio-temporal signals in situ while steerably advancing within the brain or on the muscle as needed. This allows for the dynamic targeting and shifting of desired monitoring sites. Implanted in muscle through a tiny incision, NeuroWorm provides stable bioelectrical monitoring in rats for more than 43 weeks. Even after 54 weeks of implantation in muscle, fibroblast encapsulation around the fibre remains negligible. Our NeuroWorm represents a platform that promotes a substantial advance in bioelectronics—from an immobile probe fixed in place to active, intelligent and living devices for long-term, minimally invasive and mobile evaluation of the nervous system.

医療・健康
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