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如何从单一平面采集转变为立体空间范围内的神经信号采集

发布时间: 2025-10-10
截止日期:2026-05-21

价格 双方协商

地区： 浙江省 杭州市 西湖区

需求方： 西湖***公司

行业领域

生物与新医药技术,医疗仪器技术、设备与医学专用软件

需求背景

近年来，脑科学研究与神经疾病临床治疗对神经信号采集的精度与维度提出更高要求 —— 传统单一平面硅基微电极仅能记录局部区域神经元活动，无法还原大脑皮层等组织中立体分布的神经元网络连接与信号传递规律，导致脑疾病诊断（如早期阿尔茨海默病）、脑机接口（如运动功能重建）等场景的技术应用受限。

当前国内外主流高密度微电极仍以二维结构为主，少数尝试立体采集的方案存在 “结构僵硬易损伤组织”“信号干扰严重”“单位空间记录密度低” 等问题。西湖灵犀科技（杭州）有限公司已研发 1024 通道硅基微电极阵列，具备高通道信号采集能力，但需突破 “单一平面” 到 “立体空间” 的采集局限。据科技查新，尚未有成熟的 1024 通道硅基微电极阵列实现稳定的皮层立体空间神经信号采集，因此，研发适配该通道数的立体采集技术，对推动神经工程技术从“局部记录” 向 “全景分析” 升级、满足脑科学研究与临床需求具有迫切意义。

需解决的主要技术难题

本研发围绕1024 通道硅基微电极阵列的立体空间神经信号采集展开，需解决三大核心技术难题：

1. 立体阵列结构设计：如何在 1024 通道（8X8X16）的架构下，设计非堆叠式、低干扰的立体电极单元分布，确保不同空间位置的电极可精准触达皮层不同深度区域，同时避免电极间信号串扰，保障单通道信号的独立性与信噪比；

2. 柔性异质集成工艺：如何优化柔性排线与硅基电极的异质集成技术，实现立体阵列的“浮动式” 组装 —— 既要保证组装后阵列的结构稳定性（避免植入时变形），又要具备一定柔性（适配脑组织活动，减少组织损伤），同时确保 1024 通道信号的高效传输（无延迟、低损耗）；

3. 立体信号同步校准：如何开发针对立体空间采集的信号同步算法，解决不同深度电极因采集位置差异导致的信号时间差问题，实现 1024 通道立体信号的实时同步拼接，还原神经元活动的空间时序规律。

期望实现的主要技术目标

a. 立体采集范围：可覆盖大脑皮层至少 3 个不同深度层级（深度差≥50μm），实现8X8X16 通道的全空间信号覆盖；

b. 信号质量：单通道神经信号信噪比≥30dB，电极间信号串扰率≤5%，满足神经元动作电位的精准识别；

c. 阵列柔性：植入后阵列可随脑组织轻微活动（位移幅度≤10μm）而无结构损坏，组织损伤面积较传统刚性立体阵列降低≥30%；

d. 信号同步性：1024通道立体信号的同步延迟≤1ms，可实现不同空间位置神经元活动的时序匹配；

e. 稳定性：在动物在体测试中，可连续稳定采集立体空间神经信号≥7 天，无通道失效（失效通道数≤总通道数的 3%）。