- 曼彻斯特临床神经科学中心在接受肿瘤切除术的患者身上展示了基于石墨烯的脑机接口(BCI)的高分辨率大脑解码和映射
- 最初的四组患者至今没有发现任何安全问题,不会妨碍这项首次人体研究的完成。
西班牙巴塞罗那–(BUSINESS WIRE)–(美国商业资讯)–INBRAIN Neuroelectronics 今天宣布了其基于石墨烯的脑机接口 (BCI) 技术的全球首个人体临床研究的中期分析结果。该研究由曼彻斯特大学赞助,在曼彻斯特临床神经科学中心(Northern Care Alliance NHS Foundation Trust)进行,旨在评估基于石墨烯的电极在脑肿瘤切除手术中使用的安全性和功能性。
这项研究(NCT06368310)的主要目的是评估脑肿瘤手术期间使用 INBRAIN 脑机接口 (BCI) 的安全性。次要目标包括评估该设备捕获的神经信号的质量、提供定向脑刺激的能力、整个手术过程中的性能一致性以及在神经外科手术室中使用的整体适用性。预计总共将招募 8 到 10 名患者,以验证基于石墨烯的 BCI 的安全性和功能性。研究设计包括在招募前四名患者后进行中期分析,以确保患者安全和数据质量。
对首批参与研究的四名患者进行的中期分析表明,没有发生与设备相关的不良事件,而这正是研究主要终点的关键部分。在清醒语言映射过程中,该设备捕捉到了与不同音素(语音中最小的声音单位)相关的独特高伽马活动,展示了卓越的空间和时间分辨率,即使是微米级的触点也不例外。事实证明,这种超薄、亚微米级的石墨烯电极还能与市面上获得 CE 认证的电生理学系统兼容,在整个手术过程中可靠地记录实时大脑信号。
“曼彻斯特临床神经科学中心、杰弗里-杰斐逊脑研究中心和曼彻斯特大学的首席研究员兼神经外科顾问大卫-库普(David Coope)先生说:”以微米级精度检测高频神经活动的能力为了解脑肿瘤相互作用和神经相关疾病中更广泛的大脑功能提供了新的可能性。“这项技术可能会带来变革,不仅能改善手术效果,还能开辟新的治疗途径”。
在整个手术过程中,INBRAIN 的 BCI 实现了高分辨率脑信号监测,解决了神经外科手术中最紧迫的挑战之一:在实现精确切除肿瘤的同时,保留语言、运动和认知等基本功能。该设备与标准临床监测工具并行使用,在整个手术窗口保持了一致的性能。
“这一里程碑证明,基于石墨烯的脑机接口可以应用于手术室,并提供传统材料无法达到的神经保真度,”英佰锐神经电子公司首席执行官兼联合创始人卡罗琳娜-阿吉拉尔(Carolina Aguilar)说。”我们正朝着神经外科医生和神经科医生可以依靠实时、高清大脑数据指导个性化干预的未来迈进。
INBRAIN 的平台由超柔性薄膜石墨烯半导体驱动,与传统的条状电极相比,它能更精确地贴合大脑表面。该 BCI 具有高密度、多尺度、双向触点,可实现出色的解码和调制,还具有还原氧化石墨烯(rGO)纳米多孔基质,可提高灵敏度和信号分辨率。在临床前研究中,GCI 在检测对语音解码至关重要的高伽马频率(80-130 Hz)方面明显优于铂电极,且具有统计学意义(p < 0.01)。
临床优势
石墨烯技术可为神经外科手术带来多种优势。它能使电极更小、更密集,从而提高手术精度,让外科医生在切除肿瘤时能确定并保留关键功能区。它的灵活性使其能够在解剖复杂或难以进入的脑区(包括肿瘤切除腔壁)进行精确解码和绘图。此外,该设备解码高频活动的能力提供了巨大的科研机会,包括揭示胶质瘤细胞和神经元之间原位相互作用的潜力,为阻止肿瘤进展的新治疗靶点提供了潜在的洞察力。
“INBRAIN联合创始人、该研究首席科学调查员、曼彻斯特大学纳米医学教授、巴塞罗那加泰罗尼亚纳米科学与纳米技术研究所(ICN2)纳米医学教授、曼彻斯特国家健康与护理研究所(NIHR)生物医学研究中心(BRC)下一代治疗主题项目负责人科斯塔斯-科斯塔雷洛斯(Kostas Kostarelos)说:”我们提供的不是渐进式创新,而是全新的能力。“先进材料科学、神经科学和人工智能的融合正在塑造实时、精准神经学的未来”。
作为首个基于石墨烯的人体神经接口的安全性研究,该研究标志着向开发治疗慢性神经疾病的BCI治疗系统迈出了奠基性的一步,开创了实时、精准神经学的新时代。
关于INBRAIN Neuroelectronics公司
INBRAIN Neuroelectronics公司凭借全球首个基于石墨烯的脑机接口(BCI)治疗平台,开创了实时精准神经学的先河。我们的技术将精确的 BCI 解码与微米调制相结合,为帕金森病、癫痫和中风康复等疾病提供自适应的个性化治疗。通过提供持续的实时监测和自主治疗调整,我们的人工智能驱动平台可以最大限度地提高治疗效果,同时将副作用降至最低。通过与默克KGAa和子公司INNERVIA Bioelectronics等公司的战略合作,我们正在将创新解决方案扩展到周围神经和系统性疾病应用领域,释放神经技术和生物电子学的潜力。欲了解更多信息,请访问 www.inbrain-neuroelectronics.com 并在 LinkedIn 上关注我们。
关于北方医疗联盟 (NCA)
北方医疗联盟 NHS 基金会信托基金会在索尔福德、奥尔德姆、伯里和罗奇代尔提供医院和社区医疗服务。我们拥有一支由约 20,000 名员工组成的敬业团队,为大曼彻斯特及其他地区的 100 多万人提供高标准的医疗服务和卓越体验,共同致力于挽救生命和改善生活。有关 NCA 的更多信息,请访问 www.northerncarealliance.nhs.uk。
关于国家健康与护理研究所(NIHR)
国家健康与护理研究所(NIHR)的使命是通过研究改善国民的健康和财富。我们通过以下方式实现这一目标
- 资助有益于国家医疗服务体系、公共卫生和社会护理的高质量、及时的研究;
- 投资于世界一流的专业知识、设施和熟练的执行队伍,将发现转化为更好的治疗和服务;
- 与患者、服务用户、护理人员和社区合作,提高我们研究的相关性、质量和影响;
- 吸引、培训和支持最优秀的研究人员,以应对复杂的健康和社会护理挑战;
- 与其他公共资助者、慈善机构和行业合作,帮助塑造一个具有凝聚力和全球竞争力的研究体系;
- 资助全球应用健康研究和培训,以满足中低收入国家最贫困人口的需求。
NIHR 由英国卫生与社会关怀部资助。其在中低收入国家的工作主要由英国政府提供的英国国际发展基金资助。
关于 NIHR 曼彻斯特生物医学研究中心 (BRC)
NIHR 曼彻斯特生物医学研究中心 (BRC) 将科学突破转化为诊断测试和挽救患者生命的治疗方法。NIHR 生物医学研究中心 (BRC) 是英国国家医疗服务系统 (NHS) 组织与大学之间的合作项目。它们将学者和临床医生聚集在一起,将科学发现转化为潜在的新疗法、新诊断和新技术。曼彻斯特 BRC 由曼彻斯特大学 NHS 基金会信托基金会和曼彻斯特大学主办,并与五家 NHS 信托基金会(布莱克浦教学医院 NHS 基金会信托基金会、克里斯蒂 NHS 基金会信托基金会、大曼彻斯特心理健康 NHS 基金会信托基金会、兰开夏教学医院 NHS 基金会信托基金会和北部护理联盟 NHS 基金会信托基金会)合作。
关于曼彻斯特大学
曼彻斯特大学因其开创性的研究、出色的教学和学习以及对社会责任的承诺而享誉全球。这所罗素集团院校在英国最佳大学排名中名列第 6 位,在世界大学学术排名中名列第 38 位(世界大学学术排名)。作为一所名副其实的国际化大学,其社区包括来自 190 个国家的 44,000 多名学生、12,000 多名教职员工和 500,000 多名校友。他们共同应对着世界上最大的挑战–大学的社会和环境影响在全球排名前十(泰晤士高等教育影响排名)。该大学是研究和发现的重镇;25 位诺贝尔奖获得者曾在该校工作和学习;在英国政府 2021 年 “卓越研究框架”(REF)中,该校的研究实力(研究的质量和规模以及影响)排名第五。该校是英国最受欢迎的本科生申请大学(UCAS 2021 年周期),也是英国主要雇主最青睐的大学(《毕业生市场》,2023 年)。
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