摘要:神经双向调制技术通过兴奋或抑制神经元活动,在治疗运动神经障碍、情绪失调及认知缺陷等领域具有重要价值。当前主流技术如经颅直流电刺激(t-DCS)和深部脑电脉冲刺激(DBS)依赖金属探针植入,存在安全性低、单向调节、空间分辨率不足及长期植入并发症等问题。近年来,基
神经双向调制技术通过兴奋或抑制神经元活动,在治疗运动神经障碍、情绪失调及认知缺陷等领域具有重要价值。当前主流技术如经颅直流电刺激(t-DCS)和深部脑电脉冲刺激(DBS)依赖金属探针植入,存在安全性低、单向调节、空间分辨率不足及长期植入并发症等问题。近年来,基于内源电场(EEF)的离子扩散效应因其低频、弱刺激和生物相容性优势成为新型神经调控策略,但其能量供给模块仍面临储能效率低和双向调制机制匮乏的挑战。超级电容器凭借对称电极结构和高安全性电荷存储特性,为双向神经调控提供了潜在解决方案,然而传统器件在体内应用中存在界面阻抗高、无线传输效率不足以及生物适应性差等瓶颈。
图5 W-SCAN作为颅内靶向离子电刺激介质的应用 4 临床转化与未来展望该研究虽仍处于动物实验阶段,但其设计理念和性能表现,为多个关键临床场景带来了可期的应用前景。该技术突破传统神经调控设备的三大瓶颈:取代刚性金属电极,实现柔性界面的长期生物整合;通过离子电流替代电子传导,消除组织电解损伤风险;整合多脑区同步调控能力,支持个性化神经环路重建。研究团队正推进临床试验,开发适用于帕金森病震颤控制、抑郁症前额叶调控和阿尔茨海默病记忆环路修复的专用模块。未来结合AI闭环控制算法,有望实现自适应神经调节,推动神经调控进入"精准个体化"时代。这项研究开创了水凝胶电子学与神经界面交叉的新领域,其无线供能、双向调节和生物整合特性,为开发下一代脑机接口和神经修复装置奠定了技术基础,标志着神经调控技术从"电子干预"向"离子对话"的范式转变。X. Sheng, Z. Du, Z. Gao, J. Xu, L. Li, G. Shen, An Implantable In-Hydrogel Wireless Supercapacitor-Activated Neuron System Enables Bidirectional Modulation. Adv. Mater. 2025, 2504558. https://doi.org/10.1002/adma.202504558声明:本评论文章内容由本研究作者,北京理工大学柔性电子集成与制造研究所研究者杜直建提供,欢迎各位读者关注、转发、联系合作。END编辑 | 罗虎审核 | 医工学人理事会 来源:百顺科技达人
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