脑机接口被认为是连接神经系统与外部设备的重要方式，神经疾病诊疗、康复辅助和人机交互等方向具有发展潜力。但长期以来，该领域始终面临一个核心难题：信号越清晰，往往创伤与风险越高；创伤越小，信号又更易受限。 从技术路径看，当前脑机接口通常分为侵入式、部分侵入式和非侵入式三类。侵入式电极进入大脑灰质——可获得高质量神经信号——但可能引发免疫反应，形成瘢痕组织导致信号衰减，同时手术成本和风险较高；部分侵入式电极置于颅腔内但不进入灰质，安全性相对更好，但信号强度和分辨率受限；非侵入式通过脑电等方式在颅外采集，操作便捷、风险低，但噪声大、精细度不足。如何在尽量减少创伤的前提下获得更稳定、更清晰的信号，仍是该领域持续攻关的重点。 在这个背景下，李晨钟团队提出“3D隔空构筑脑机接口电极芯片”的新思路：先将对超声刺激有响应的导电水凝胶以微创方式注入目标区域，再利用超声波的聚焦与可控运动，在体内“打印”所需的导电结构与微型电极阵列。与传统依赖金属或半导体器件的植入方案相比，该方法希望通过材料力学匹配与原位构筑，减少对周围组织的机械刺激、提升生物相容性，并将电极布局从“术前固定设计”拓展到“按需构形、动态可控”。 团队介绍，超声在组织中的穿透能力为深部构筑提供了基础，而对声压大小、聚焦位置与运动轨迹的精细控制，则依赖计算模型与实时控制系统。构筑完成后，电极阵列还可在超声作用下实现可控降解，形成从原位制造到退场处理的闭环方案。若这一理念能在临床条件下得到验证，有望降低电极长期留置带来的部分风险与维护成本。 在实验验证上，研究人员已开发颅内皮层脑电（ECoG）电极阵列，以及贴合颅骨表面的皮下脑电（EEG）电极阵列，并大鼠癫痫早期预警模型中开展测试。更受关注的是猪模型探索。研究人员表示，猪脑结构尺度更接近人类，但其颅骨厚度显著大于人类，传统颅外采集难以获得清晰信号。团队通过在头皮与颅骨之间构筑微型电极阵列，实现对α、β、γ、θ等脑电节律的采集，为“在不直接接触神经元的情况下提升信号质量”提供了新的验证路径。 业内认为，这类探索的潜在影响主要体现在三上：其一，降低脑机接口对开颅手术的依赖，扩大可及性；其二，通过高密度、可定制构形的电极阵列，为疾病监测、术中辅助与闭环调控等应用提供更丰富的信息入口；其三，若能深入降低风险与成本，脑机接口可能从“以重症需求为主”逐步延伸至更广泛的康复辅助与人机交互场景，但推进过程中仍需审慎评估伦理与安全边界。 同时，走向临床转化仍有多道关键关口：导电水凝胶在体内的长期稳定性、降解产物的安全性、不同个体组织差异对声场控制的影响、复杂环境下的定位精度与可重复性等，都需要更系统的验证；此外，还需建立面向新型体内构筑器件的质量标准、评价体系与监管路径。下一步，推动多中心动物实验，逐步开展严格的临床试验，并加强材料学、声学、医学影像与临床神经科学的协同，将决定这项技术能否从“概念验证”走向“可靠应用”。
这项研究为脑机接口电极的体内构筑提供了新的技术路径。随着有关验证和工程化工作的推进，更低创伤、可控构形的脑机接口方案有望为智慧医疗、康复工程和人机交互带来新的可能。前提仍是安全性与有效性得到充分证明，并建立清晰可行的临床转化与监管体系，这也将是下一阶段的重点。