ICN2、INBRAIN Neuroelectronics 以及 MINIGRAPH European Consortium共同开发了用于超薄石墨烯脑机接口的磁引导机器人植入技术

由欧盟委员会资助的 MINIGRAPH 项目将石墨烯神经接口和植入式电子设备与机器人植入技术相结合，以推动下一代自主神经电子疗法的进步。

ICN2及其衍生公司INBRAIN Neuroelectronics近日宣布，由欧洲创新理事会资助的MINIGRAPH项目（基于突破性石墨烯技术、用于治疗脑部疾病的微创神经调控植入装置及植入术）已成功完成并公布了研究成果。

MINIGRAPH项目联盟开发了超薄石墨烯神经接口、植入式电子设备及自主软件，并设计了一套微创机器人植入程序，旨在实现下一代脑机接口更精准且具有更大可扩展性的部署。

MINIGRAPH项目以帕金森病作为首个应用领域，采用综合方法开发自主治疗方案。虽然深部脑刺激技术已被用于治疗帕金森病，但下一代自主治疗方案需要新型的、可长期植入的医用级系统，这些系统能够精确记录神经活动、解读相关信号，并据此实施靶向神经调控。

该联盟由ICN2协调，成员包括INBRAIN Neuroelectronics、imec、弗劳恩霍夫协会、莱顿大学医学中心、苏黎世联邦理工学院、NanoFlex Robotics以及奥洛穆茨帕拉茨基大学。在ICN2内部，该项目由负责项目协调的“先进电子材料与器件研究组”以及“纳米医学实验室”共同参与。

“随着脑机接口（BCI）技术逐步应用于临床，能否让更多人受益不仅取决于我们制造先进设备的能力，还取决于能否开发出精确且可重复的植入方法，”ICN2副主任、INBRAIN联合创始人兼首席科学官、ICREA教授何塞·A·加里多（Jose A. Garrido）表示。“MINIGRAPH将神经接口、智能电子设备、自主软件和机器人技术整合为一个统一的集成系统。这项工作有助于为自主神经治疗技术奠定基础，该技术能够解码神经活动并实施精准的神经调控，从而让更多患者能够大规模受益。”

利用石墨烯突破传统金属电极的局限

MINIGRAPH 项目的一项主要重点是开发和评估基于石墨烯的神经接口，旨在克服现有电极材料的局限性。

该项目的核心是INBRAIN公司专有的基于石墨烯的薄膜神经电极技术，该技术为皮层和皮层下神经探针的开发奠定了基础。该联盟通过加速老化测试，获得了支持该技术预计可稳定运行10年以上的数据，并在实验室和临床前研究中验证了其功能性能。该项目还在细胞和分子层面开展了广泛的毒性和生物相容性研究，以支持基于石墨烯的神经技术的安全性评估。

开发用于植入超薄神经接口的新型机器人方法

NanoFlex Robotics与苏黎世联邦理工学院（ETH Zurich）基于远程磁导航技术，共同开发了用于MINIGRAPH石墨烯神经电极的机器人植入系统。前者提供了电磁机器人介入系统，并主导了人机界面的开发；后者则开发了一套用于微创植入超薄皮层和皮层下神经探针的机器人手术流程。

该联合研究团队对磁性载体进行了改良，用于植入超薄探针，并开发了一套机器人系统，旨在利用X射线成像技术，沿直线和曲线轨迹引导皮层及皮层下植入物的植入。由苏黎世联邦理工学院（ETH Zurich）和NanoFlex Robotics共同开发的机器人植入程序，已在体外及大型动物模型中通过了验证。

通过将磁导航与超薄神经探针相结合，该项目开辟了一条潜在路径，可在保持电极功能的同时，实现更快、可重复性更高的植入。该技术有望帮助神经植入技术得到更广泛的普及。

构建一个集成的自主神经电子治疗系统

MINIGRAPH 项目整合了构建自主神经电子治疗系统所需的各项技术。通过该项目，该联盟开发了皮层上和皮层下的石墨烯神经探针；设计并验证了用于与探针对接的先进植入式电子设备；将探针和电子设备集成到功能原型中；开发了机器人植入程序；并推进了用于大脑神经调制的自主软件。随后，该集成植入式原型在转化医学模型中通过了功能验证。

该联盟还推进了紧凑型植入式电子设备的发展，该设备能够解码来自数百个神经部位的信号，同时实现精准的神经调控，并配备了专用的软件和信号处理功能，旨在支持自主治疗操作。其长期目标是开发出能够持续记录神经活动、解读与疾病相关的信号，并据此实施精准、靶向神经调控的神经电子系统，从而为每位患者的神经活动量身定制自主治疗方案。

对于ICN2而言，参与MINIGRAPH项目标志着我们在致力于开发基于石墨烯的技术及其他二维材料用于医疗应用方面迈出了重要一步。该联盟的工作展示了如何将材料科学、微电子学、机器人技术、软件和神经科学领域的进步整合到一个专为未来临床应用设计的神经电子平台中。