当科技与自然灵感碰撞，往往能催生颠覆式创新。近日，中国科学家团队成功研发出纤维 “神经蚯蚓”—— 一种可在人体内自由游走，实现大面积、跨区域精准监测神经电信号及组织微小形变的智能纤维。这一成果不仅登上国际顶级期刊《自然》（Nature），更有望为脑机接口领域带来突破性进展，为神经疾病诊疗开辟全新路径。
“它就像一个机器人在大脑和肌肉中漫游，全程无创，对人体无害。” 东华大学先进技术研究院与东华大学的科研团队在《自然》发表题为《面向动态生物电子学的可移动长期植入软纤维》（A movable long-term implantable soft microfibre for dynamic bioelectronics）的研究论文，将这一创新成果推向全球视野。
从自然中汲取灵感，打破传统神经接口局限
在自然界，蚯蚓凭借独特的 “体节” 结构（metamerism），实现了高度分布式的感知与运动控制能力 —— 每节体段中的离散感知与神经单元，能精准感知外界刺激并灵活响应，在复杂环境中自由穿行。正是这一自然设计，为科研团队带来关键启发。中国科学院深圳先进技术研究院刘志远研究员联合东华大学严威研究员团队，提出了 “NeuroWorm”（神经蚯蚓）概念，打造出仿蠕虫结构的动态、柔软、可拉伸纤维神经接口。
传统神经接口设备更像 “固定哨所”，存在诸多局限。以治疗帕金森病的电极为例，植入后便 “固定” 在大脑某一区域，若需监测其他部位，只能通过二次手术植入新电极，不仅增加患者痛苦与手术风险，还可能引发组织排异。科研团队早期研究也面临类似困境：特征尺寸 40 纳米的金属玻璃纤维虽能植入大脑，但单根纤维最多仅能装载 4 个传感器，且质地偏硬，易被人体当作 “外来入侵者” 产生排异反应。而 “神经蚯蚓” 的出现，彻底打破了这些限制。
三大核心突破，重塑神经电子学范式
“神经蚯蚓” 的创新之处，集中体现在 “兵力升级”“身段变软”“学会游走” 三大核心突破上，推动神经电子学从静态植入向动态交互、从刚性器件向主动智能纤维系统转变。
首先是 “兵力升级”：团队在一根头发丝粗细（约 200 微米）的纤维上，沿轴向分布了 60 个离散化电极与应变传感器 —— 数量是传统神经接口的 15 倍。这相当于将 60 个 “神经侦探” 集成在一根细针中，既能通过微创方式植入组织，又能精准监测多点神经电信号与生物力学信号，实现 “多点覆盖、精准捕捉”。
其次是 “身段变软”：纤维基底与人体组织的 “软硬度” 高度匹配，解决了传统刚性器件的排异难题。在动物实验中，这种纤维在肌肉内留存长达 13 个月，取出时 “干净无痕”，展现出优异的生物相容性，仿佛成为人体组织的一部分。相比传统器件，其柔软特性大幅降低了对周围组织的刺激与损伤，为长期植入监测奠定基础。
最关键的突破是 “学会游走”：研究团队联合中国科学院深圳先进技术研究院徐天添研究员团队，创新性引入开放式磁控策略，让 “神经蚯蚓” 能在组织内 “听话” 地推进与转向。实验视频中，这根透明纤维如同蚯蚓穿梭泥土般，在实验小白鼠体内从一个区域移动到另一区域，沿途清晰记录神经信号，全程无需二次手术。“磁控黑科技” 赋予其能动性，使其从 “固定监测点” 升级为 “移动监测平台”。
临床价值深远，为神经疾病诊疗开辟新路径
“神经蚯蚓” 的研发成果，不仅在技术层面实现突破，更在临床应用领域展现出巨大潜力，尤其为帕金森病、阿尔茨海默病等神经疾病的诊疗带来新希望。
在帕金森病治疗中，传统方案需在患者大脑不同区域植入多个电极，每次手术都伴随感染、出血等风险。而 “神经蚯蚓” 仅需一次植入，即可通过磁控游走至不同病灶区域，既能监测神经电信号，还能通过电刺激缓解症状，大幅减少手术次数与患者痛苦。未来，这一技术或可实现对帕金森病患者神经活动的精准调控，提升治疗效果。
其更深远的价值在于 “长期监测” 能力。在动物实验中，研究团队通过极小切口将 “神经蚯蚓” 植入大鼠肌肉，连续 43 周稳定记录生理信号，且植入 54 周后未引发明显组织反应或纤维化包裹 —— 这一长期稳定性在同类器件中极为罕见。“这就像可穿戴设备监测心率一样，它能提前捕捉神经异常信号，在疾病症状出现前发出预警。” 严威研究员解释道。这意味着，未来通过 “神经蚯蚓”，医生可实现对阿尔茨海默病等疾病的早期干预，大幅提升治疗成功率。
持续攻坚，推动生物电子学跨越发展
对于 “神经蚯蚓” 的未来发展，项目战略指导专家、东华大学先进纤维材料全国重点实验室主任朱美芳院士表示，合作团队将进一步深化研究：一方面构建大型电磁线圈阵列，打造高强度、动态可调的磁场环境；另一方面结合微型磁针阵列及闭环运动控制策略，力求在复杂人体组织内部实现更安全、精准、实时的导航与感知解耦控制。这一目标若实现，将推动生物电子学从 “固定被动记录” 向 “移动智能协同” 的关键性跨越。
目前，团队正积极寻求与更多应用单位合作，加速技术临床转化。东华大学严威研究员、中国科学院深圳先进技术研究院刘志远研究员、徐天添研究员及副研究员韩飞共同担任论文通讯作者，第一完成单位为中国科学院深圳先进技术研究院。这一成果的背后，是中国科研团队在生物电子学领域的持续深耕，也彰显了中国在脑机接口、神经调控等前沿科技领域的创新实力。
从模仿自然蚯蚓的结构，到突破传统神经接口的局限，“神经蚯蚓” 的研发之路，既是科技向自然学习的典范，也是中国科学家自主创新的生动实践。未来，随着技术不断完善，这一 “会游走的神经监测器” 或将走进临床，为全球神经疾病患者带来福音，推动人类在探索大脑奥秘、守护神经系统健康的道路上迈出更坚实的一步。
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