無需開顱手術，只需一次簡單的靜脈注射，就能將微型電子設備精準送達大腦病灶區域。這不是科幻小說，而是由天橋腦科學研究院重點資助支持的麻省理工學院媒體實驗室研究團隊在《自然·生物技術》上發表的最新突破。這項技術有望徹底改變帕金森病、癲癇等神經系統疾病的治療方式。

傳統腦部電極植入是一場高風險手術。患者需全身麻醉，醫生切開頭皮，在顱骨上鉆孔，再將電極插入腦組織深處。整個過程伴隨感染、出血和腦損傷風險，甚至可能危及生命。盡管這類技術在治療神經疾病方面潛力巨大，但侵入性手術始終是難以逾越的門檻。現有微創技術無法精確到達大部分腦區，而非侵入性技術又缺乏精準度。

研究團隊開發出名為“亞細胞級無線電子設備”（SWEDs）的微型裝置。這些設備直徑僅5到10微米，比人類頭發絲細十倍，厚度僅200納米，相當于一張紙厚度的千分之一。設備采用三層結構設計：導電陽極底層、吸光有機半導體中間層和金屬陰極頂層，如同微型太陽能電池，能將外部光能轉化為電能。

有了微型設備，如何讓它們到達大腦深處的目標位置？研究團隊巧妙利用了人體自身的免疫系統。他們注意到單核細胞——一種能自動尋找炎癥部位的免疫細胞。這些細胞能識別化學信號，穿越血管壁，突破血腦屏障，精準聚集到炎癥區域。

團隊采用“點擊化學”技術，將微型設備牢固粘附在單核細胞表面，形成“細胞-電子混合體”。實驗顯示，約87%的混合體在穿越血管內皮層時保持完整，設備未脫落且細胞遷移能力未受影響。

團隊在小鼠實驗中驗證了這一技術。他們先在小鼠大腦深處的腹外側丘腦核制造炎癥，然后通過尾靜脈注射約200萬個細胞-電子混合體。72小時內，這些混合體在血液中循環，單核細胞感知炎癥信號后，穿過血腦屏障，聚集在目標區域。

結果顯示，炎癥區域約有14000個成功植入的電子設備，且高度集中在目標區域，準確率達82%。對照實驗證實，免疫細胞的導航能力是整個系統的關鍵。

設備植入后，研究人員使用波長792納米的近紅外激光從體外照射小鼠頭部。該波長的光能穿透組織，被設備轉換為電能，刺激周圍神經元。

評估結果顯示，目標腦區神經元活性是對照組的近三倍。刺激精準度高達約30微米，遠超現有非侵入性腦刺激技術。在活體記錄中，約22%的監測位點檢測到與光刺激明確相關的神經活動，且反應高度一致。

安全性評估結果顯示，該技術具有良好的生物相容性。注射了細胞-電子混合體的小鼠血液指標、生化指標和行為能力均正常。主要器官檢查未發現異常，大腦也未出現額外免疫反應。長期跟蹤顯示，設備在約10天內被機體自然清除，沒有在任何器官中蓄積。

這項技術為阿爾茨海默病、帕金森病、多發性硬化癥等與炎癥相關的神經系統疾病提供了新的治療思路。研究團隊也指出了當前技術的局限性，包括需要提高植入效率、擴展設備功能、優化可控性等。

未來，通過集成傳感器和微處理器，這些微型設備可能發展出“感知-分析-響應”的閉環能力，為神經疾病治療帶來更多可能性。

無需開顱的腦機接口技術展示了生物與電子融合的醫療新范式。它不再與人體系統的天然機制對抗，而是巧妙利用免疫細胞億萬年的進化智慧。隨著技術的進一步完善，未來治療腦部疾病或許真能如注射疫苗般簡單——一次靜脈注射，讓微型“智能導彈”自動導航至病灶，在醫生無線操控下完成精準治療。

原標題：《陳天橋投資MIT顛覆性研究：腦機接口可從靜脈注射“智能芯片”直抵大腦》

欄目主編：戎兵 題圖受訪者提供

作者：文匯報 沈湫莎