初创公司 Inbrain Neuroelectronics 正在试验使用石墨烯的脑机接口 (BCI)。BCI 允许人们直接使用脑信号控制计算机。该公司已计划于今年夏天在曼彻斯特大学对基于石墨烯的 BCI 进行测试,届时将对一名患者的脑瘤切除手术进行测试。
BCI 远非新技术,马斯克的第一位 Neuralink 患者现在仅用意念就能玩电脑游戏。然而,石墨烯之所以成为一种新颖的解决方案,是因为它不使用金属材料。石墨烯完全由碳制成,因此不受法拉第反应的影响。
法拉第反应是一种电化学过程,在金属电极和电解质溶液之间施加电压时,就会发生这种反应。法拉第反应的一个常见例子是氧化(即生锈)。大多数 BCI 都是由金属材料制成的,而人类的大脑基本上漂浮在水性电解质中。因此,为了防止 BCI 过早退化,大多数 BCI 只能接收信息。
Inbrain 首席执行官兼联合创始人 Carolina Aguilar 表示:“金属具有法拉第反应,这实际上会使所有电子相互作用,从而降低其将信号传回大脑的效率。” IEEE Spectrum报道了 Aguilar 的说法,由于石墨烯是由碳制成的,因此它可以施加高达 200 倍的电压而不会引发任何法拉第反应。
这意味着 Inbrain Neuroelectronics 可以使用其石墨烯 BCI 读取患者大脑的信号并刺激其大脑。该公司预计,该将在作为治疗工具发送的数百万个脉冲中保持稳定。不过,该公司打算一步一步来,目前还不会针对该应用测试该。
石墨烯脑植入物的首次应用
在测试任何 BCI 之前,必须先评估其对人体的生物相容性。“过去三年来,我们一直在通过对大型动物进行各种安全性研究来研究生物相容性,”Aguilar 说道。“因此,现在我们可以获得这些绿灯,证明其对人体具有更高的安全性。”
除了今年夏天即将进行的脑部手术外,石墨烯还被应用于帕金森病的治疗。阿吉拉尔补充道:“对于帕金森病的治疗,我们一直在进行不同的临床前研究,这些研究已经证明了石墨烯在减轻帕金森病症状方面优于目前的商业技术。”