科學家們在開發柔軟的“生物相容性”電極方面取得了巨大進步。但相對而言，較少關注的是如何真正將這些裝置（在腦機介面等領域具有廣泛應用，例如用於控制假肢裝置）植入人體頭部。由瑞士洛桑聯邦理工學院 (EPFL) 的神經技術專家斯蒂芬妮·拉庫爾 (Stéphanie Lacour) 領導的研究人員在《科學機器人》雜誌上提出了一個巧妙的解決方案來解決這個問題。
位於大腦表面的電極陣列最常用於繪製癲癇患者與癲癇發作相關的腦活動圖。這項技術需要覆蓋相對較大區域的陣列，因此需要透過稱為開顱手術的程式移除至少相等面積的顱骨。
拉庫爾和她的同事們構建的植入物是透過顱骨上的一個小孔插入的。“它真正解決了一個重大的、長期存在的實際問題……解決方案足夠簡單，似乎可以轉化為臨床應用，”查爾姆斯理工大學生物工程師瑪麗亞·阿斯普倫德 (Maria Asplund) 說，她沒有參與這項研究，但撰寫了隨附的評論。
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該植入物由一種可拉伸的“彈性體”材料製成，該材料模仿硬腦膜，即包圍大腦的膜。該研究的第一作者，同樣來自 EPFL 的工程師宋蘇科 (Sukho Song) 借鑑了軟體機器人技術中的一種稱為外翻的技術，增加了一種新穎的展開機制：最初，電極陣列的“臂”像反向手套的手指一樣塞在一個圓柱形載入器內。一旦載入器插入小孔，流體壓力會驅動每個臂在顱骨和大腦之間一毫米的空間內水平伸展。應變感測器會發出完全伸展的訊號。
該團隊使用物理大腦和顱骨模型來計算出最佳形狀和尺寸，以最大限度地擴大覆蓋範圍，同時最大限度地減少組織壓縮。目前的原型可以透過一個兩釐米的孔插入，並展開六個螺旋形臂，實現對直徑四釐米區域的均勻覆蓋。
之前最相似的嘗試是為脊髓構建的，如果用於大腦，則會佔用太多空間。“這裡增加的是，植入物只進行你希望它進行的運動，”阿斯普倫德說。“它應該具有最小的體積，並且僅在一個平面內展開。”
研究人員透過將一個帶有一根直臂的更簡單的裝置植入一隻小型豬體內來測試該技術。他們將其定位在處理觸覺的體感皮層上方，並證實當刺激動物的鼻子時，記錄到了適當的訊號。他們之後沒有看到明顯的腦損傷跡象，儘管顯微鏡檢查顯示有非常輕微的免疫反應。“這需要進一步研究，”拉庫爾說，“但這些是令人鼓舞的第一步。”
一家名為 Neurosoft Bioelectronics 的衍生公司正在致力於臨床應用。“他們在醫療級製造方面取得了良好進展，”拉庫爾說。“他們正在與監管機構進行討論。”