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天津大学临床医学院李晓红团队于2024年11月6日在《Nature Communications》期刊上发表了一篇重要研究论文，标题为“构建类器官-脑-计算机接口用于脑损伤后的神经功能修复”。这项创新性研究着眼于通过重建受损神经回路，实现脑损伤后的神经修复。传统的脑机接口（BCI）通过让大脑与外部设备进行通讯来补偿丢失的功能，而这项研究则新开发出了一种由植入式类器官介导的先进BCI，命名为类器官-脑-计算机接口（OBCI）。
在研究中，课题组不仅验证了OBCI系统的长期安全性和可行性，还深入探索了多种颇具前景的神经调节策略。研究表明，OBCI能够促进移植物的持续分化，加强类器官和宿主大脑之间的结构功能连接，因而有望通过再生和调节模式来修复受损脑组织，并引导神经元向特定目标形成功能性神经网络。
BCI和类器官移植各自代表了神经功能恢复中的两种不同策略。该研究提出，通过对移植细胞进行电刺激，可以显著增强细胞再生和轴突萌芽，并促进损伤周围区域的神经塑性发展。植入式电蜂窝混合设备的使用昭示了其在增强移植物与脑组织整合、突触联结以及减少瘢痕形成方面的显著作用。此外，以前的研究也确认刺激神经干细胞移植比单独进行电调节或移植治疗更有效地改善中风后的大脑恢复。
为了评估OBCI在刺激下的安全性，研究团队进行了深入实验，结果表明在各种移植物周围几乎未发现显著的免疫反应。这一效果在达到60至180天的检测点时尤其明显，说明刺激下的免疫反应微弱且对大脑的整体影响有限。
在电刺激的影响下，OBCI不仅在类器官移植物的分化方面取得显著进展，还在改善宿主与移植物之间的功能整合上表现突出。实验结果表明，电刺激有效促进了不同类型神经网络之间的相关性，大大提升了移植物内低频Gamma相位-幅度耦合（PAC）活性，这意味着电刺激对神经网络的动态发展产生了长时间的积极影响。
综上所述，该团队通过OBCI取得的重要研究进展，为脑损伤后的功能恢复提供了一种新方案，也为未来电极技术的发展指明了方向，期待未来的电极能够具备更高的通量、柔韧性和多功能性，从而实现对大脑活动的高空间分辨率和长期稳定监测。
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