實質性突破！應和腦科學介入腦機接口長期動物數據驚艷亮相IEEE NER 2025

在2025年11月于美國圣地亞哥舉行的第十二屆國際神經工程大會（IEEE EMBS Neural Engineering Conference, NER 2025）上，中國腦科學創新企業深圳市應和腦科學有限公司（Amygdala Neuro，下文簡稱“應和腦科學”）正式報告其自主研發的介入腦機接口——顱內血管支架電極腦機系統在大型動物模型中實現長期植入的關鍵成果。該研究題為《Evaluation of a Novel Endovascular Electrode Array for Long-Term Cortical Recording and Stimulation》，標志著應和腦科學介入腦機接口在腦機接口（BCI）核心技術領域取得實質性突破，該工作不僅驗證了介入腦機接口架構的長期可行性，也為未來BCI系統的臨床轉化提供了新路徑。

本研究的核心在于首次在大型動物模型中驗證了一種機械架構的顱內血管支架電極陣列具備近半年的雙模態（記錄+刺激）功能穩定性。相較于現有技術，其機械編織結構成本更低、工藝更靈活，有望加速國產化BCI設備的研發進程。

# 長期動物實驗驗證介入腦機雙模態（記錄+刺激）功能

研究在3只成年湖羊中開展，通過數字減影血管造影（DSA）引導，將電極陣列精準植入上矢狀竇（SSS），覆蓋運動皮層區域。實驗從術后恢復期開始，持續監測至近半年時間，主要評估指標包括：

1. 電極-組織界面穩定性分析（EIS分析）

通過每周電化學阻抗譜（EIS）測量發現：

• 初始阻抗（1 kHz）約1188 Ω，術后第31天升至2333 Ω，隨后逐漸回落至第140天的1365 Ω；

• 相位角變化趨勢提示早期可能發生內皮化，所有有效電極在整個周期內保持功能完整。

這表明該顱內血管支架電極在血管內環境中具備良好的長期電化學穩定性。

平均阻抗和相位角測量曲線

2. 神經信號記錄質量分析

使用Apollo-I系統采集皮層電圖（ECoG）信號，經濾波與分段處理后進行多窗法分析（multitaper method）。結果顯示：

• 在θ（4–8 Hz）、α（8–14 Hz）、β（14–30 Hz）和低γ（30–50 Hz）頻段均能穩定記錄到典型腦電節律；
  

• 雖然整體功率譜密度（PSD）在145天內存在統計學顯著差異（ANOVA p < 0.05），但第31天與第76天之間無顯著變化（Tukey校正后p > 0.05），說明中期信號質量高度可靠；

• 典型信號波形在三個時間點（31、76、147天）保持形態一致，證實了記錄的長期可重復性。

(a) 第31天、第76天及第147天采集的信號片段；

(b) 基于選定日期估算的平均功率譜密度（PSD）

3. 血管內神經調控能力

本研究首次系統評估了該顱內血管支架電極的刺激效果：

• 采用雙極、雙相、電荷平衡脈沖（30 Hz, 450 μs）進行皮層刺激；
  

• 刺激誘發的身體反應（頭、頸或肢體運動）作為有效指標；

• 結果顯示：刺激閾值隨時間升高——早期1–2 mA即可引發反應（成功率68%），但至第112天后僅3–5 mA高電流仍有效（成功率50%）。

不同電流水平下不同時間段電極的激發率

這一現象可能源于電極-組織界面變化（如內皮化、纖維增生）或動物適應性，但也明確證明了通過顱內血管支架電極在血管內刺激長期尺度上的可行性。

近日， Synchron宣布完成2億美元（約合人民幣14億）D輪融資，由Double Point Ventures 領投，ARCH Ventures、Khosla Ventures、Bezos Expeditions 等多家知名機構參投。這是腦機接口領域迄今規模最大的單輪融資之一。

這一消息引發全球醫療器械界的高度關注。長期以來，BCI 技術主要停留在科研與神經康復階段，而 Synchron 率先進入“可植入、可量產、可使用”的臨床化階段，標志著介入式腦機技術進入實質性產業化周期。

應和腦科學從2021年開始自主技術攻關介入腦機接口技術，并于2023年初成功研發出第一代顱內血管支架電極、微創介入輸送系統及電生理信號采集系統。與Synchron公司開發的Stentrode?（基于MEMS技術）不同，本研究團隊采用機械編織鎳鈦合金支架（nitinol stent）作為支撐結構，并將鉑銥（PtIr）微電極直接夾持在絕緣導線上，再螺旋纏繞于支架表面。這種設計具有以下優勢：

• 更低的電極阻抗：有利于提高信噪比，增強記錄靈敏度與刺激效率；

• 三維導電網絡和空間排布優化：8根DFT?導線均勻分布，電極沿軸向間隔2 mm，周向呈90°對稱分布，確保對運動皮層區域的均勻采樣；

• 調控接口兼容：末端采用神經調控常用的8通道連接器，便于與應和腦科學現有通用神經調控平臺集成；

應和腦科學顱內血管支架

應和腦科學顱內血管支架設計兼顧了生物相容性、機械順應性與電學性能，體現了工程實用性與神經科學需求的深度融合。該系統于2023年首先在成年綿羊體內進行了急性植入實驗，術中成功將腦支架電極輸送至綿羊的上矢狀竇以及橫竇區域并且進行了術中電生理監測，結果驗證了電極的可植入性以及腦電采集能力。

此次長期動物數據的發表，首次驗證了在大型動物模型中驗證了一種非SynchronStentrode架構的顱內血管支架電極具備近半年的雙模態（記錄+刺激）功能穩定性，并支持了“顱內血管支架電極在上矢狀竇血管內進行運動皮層神經調控”這一假設，為未來治療藥物難治性癲癇、各種原因引起的運動障礙等疾病提供了新思路。

# 應和腦科學

應和腦科學深耕腦機接口與神經調控領域的技術研發，始終以“用科技改善人類健康” 為使命，懷揣“仁愛”之心，恪守“品質”之基，致力于成長為全球領先的神經調控與腦科學解決方案提供商及高可靠產品制造商，以創新科技為人類拓展美好生活的邊界、注入新的力量。

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