一项新的研究发现，一种类似章鱼的软体机器人可以在大脑顶部的头骨内展开。研究人员说，这种新颖的小工具可能会导致以微创方式研究大脑和植入脑机接口。

为了分析创伤后的大脑，帮助治疗癫痫等疾病，以及嵌入脑机接口，科学家有时会在大脑表面放置电极网格。与头皮上的电极收集的脑电图数据相比，这些脑电图网格可以捕捉到更高质量的大脑信号记录，而且它们的侵入性也低于插入大脑的探针。

然而，将皮层脑电图网格放置在大脑上通常需要在头骨中创建至少与这些阵列一样大的开口，留下高达 100 平方厘米的孔。这些外科手术可能会导致严重的并发症，例如炎症和疤痕。

现在，科学家们已经开发出一种新的软体机器人，他们可以通过一个小孔将其放入头骨中。在对迷你猪进行的实验中，他们展示了该设备可以像瓶中的船一样展开，以部署 4 厘米宽的皮层脑电图网格，所有网格都适合大约只有 1 毫米宽的空间。这“使植入物能够穿过颅骨和大脑之间的狭窄间隙，”该研究的资深作者、瑞士洛桑 Neuro-X 研究所联邦理工学院神经工程师兼主任斯蒂芬妮·拉库尔 (Stéphanie Lacour)说。

科学家们将阵列折叠在一个圆柱形管内，然后将其插入头骨上的一个孔中。他们通过在 30 到 40 秒的过程中插入水溶液使每个螺旋臂“外翻”或由内向外翻转来部署阵列。

当研究人员对迷你猪的鼻子进行电刺激时，该阵列成功捕获了与感觉相关的大脑活动。她指出，在未来，Lacour 和她的同事们希望创建可以检测脑电波并刺激大脑的阵列。

阵列中的传感器实时监测每只手臂遇到的流体压力。这些传感器有助于确保手臂在展开时不会用力过大。

“我们在部署过程中没有遇到阻力问题，但这无疑是进一步探索这项技术的一个重点，”Lacour 说。“部署期间腿部的充气应保持在最低限度，以免压迫大脑并引发不可逆转的损伤。”

科学家们探索了将阵列的每个臂卷起来的想法。不过，手臂越长，卷起来的时候就越粗。如果卷起的手臂变得太粗，它会占用太多空间而无法轻松展开。相比之下，新研究中使用的外翻技术对尺寸没有这样的限制。研究人员说，从理论上讲，外翻可以帮助部署一个可以覆盖整个大脑表面的网格。

洛桑联邦理工学院的一个名为 Neurosoft Bioelectronics 的分支机构现在旨在将这项发明用于临床。瑞士创新机构 Innosuisse 最近向该分拆公司拨款 250 万瑞士法郎（近 280 万美元）。

“我们当前研究中的可部署植入物是一个概念证明，”Lacour 说。“在将其用于临床环境之前，需要做大量工作来将技术转化和扩展到医疗级要求。但这项研究在脑机接口和监测癫痫植入物方面有着令人兴奋的应用。”