华盛顿大学（University of Washington）的研究团队正在开发一种可植入式电子芯片，旨在帮助建立脑内运动控制区域的新神经连接。最新研究成果将发表于《Nature》杂志，研究显示该芯片能够在猴子大脑中诱导持续超过一周的神经通路变化。

该机制通过强化弱连接，有望用于脑损伤、中风或瘫痪患者的神经康复。研究题为“电子神经植入物诱导的运动皮层长期可塑性”，主要作者包括生理与生物物理学高级研究员Andrew Jackson博士、电气工程博士Jaideep Mavoori博士，以及生理与生物物理学教授Eberhard Fetz博士。Fetz及其团队长期研究猴子大脑对肢体肌肉的控制机制。

清醒状态下，大脑通过运动皮层神经元持续调控身体自主运动，这些神经元将信号传递至脊髓，进而控制手臂和腿部等肌肉的收缩。近年来，直接记录这些神经信号并用于操作计算机或机械装置的脑机接口（BCI）领域迅速发展。最新研究表明，大脑的神经信号不仅可用于外部控制，还能用于自身神经通路的重塑。

研究团队测试了一种微型自包含装置——Neurochip。该芯片被安置在猴子头部，猴子可自由活动，包括睡眠。Neurochip由Mavoori博士在其博士论文中开发。Fetz教授解释：“Neurochip记录运动皮层细胞活动，并将其转化为刺激信号反馈至大脑、脊髓或肌肉，从而建立一个人工连接，在正常行为期间持续运行。这种循环脑机接口为大脑提供了新的运动通路，有助于弥补受损神经路径。”

Jackson博士发现，当脑机接口持续连接运动皮层邻近区域时，会产生持久的变化——记录点诱发的运动逐渐类似于刺激点。研究者认为，这种变化源于皮层内记录点与刺激点之间通路的强化，可能是由于循环脑机接口同步两点活动所致。

建立这些连接的关键在于时序。只有当记录活动与刺激之间延迟足够短时，才能产生条件作用。一天的持续条件训练即可产生变化，且在关闭电路后可持续多日。Fetz教授指出，这种异常持久的可塑性可能与条件作用发生于正常行为状态有关。

该研究获得美国国立卫生研究院、海军研究办公室及华盛顿大学Royalty Research Fund资助。

参考文献：University of Washington Health Sciences and UW Medicine
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