在科幻电影中,透过穿戴式装置操控他人思维和行动的情节,如今正逐渐走向现实。阳明交通大学智慧医电工程所与脑科技跨领域工程硕士学程江柏翰教授团队,成功研发出突破性的「毫秒级无线脑神经调控技术」,能够在动物实验中於极短时间内精准控制脑波。这项研究成果已刊登於国际期刊《先进医疗材料》(Advanced Healthcare Materials),并且已取得发明专利。
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| 江柏翰教授(左)及第一作者博士候选人郑兆钧(右)合影。图二为黑色磁性奈米碟可以将磁场转换为机械力,白色压电奈米粒子可以把机械力转换为电力。(source:阳明交通大学) |
传统磁电刺激技术虽能穿透颅骨刺激脑区,但常受制於高功率磁场需求与反应时间延迟,难以即时对应脑部神经活动。研究团队提出的「磁驱扭矩诱发电刺激」(Magnetic-Driven Torque-Induced Electrical Stimulation, MagTIES)技术,首创结合磁奈米碟与压电奈米颗粒,利用「磁驱扭矩」机制,在低频、低强度磁场下就能在毫秒内诱发神经元活动,其速度比现有的磁电奈米技术快上100~1000倍。研究团队在小鼠实验中发现,MagTIES不仅能无线刺激深层脑区如杏仁核,还能依照磁场频率,精准地将脑波调控到特定频段,例如与情绪与专注度相关的 β 波,这是过去其他技术无法达成的突破。
本研究第一作者、博士候选人郑兆钧指出,团队所设计的MagTIES材料制程简单,且具良好生物相容性,未来在治疗帕金森氏症等脑神经疾病上有极大发展潜力。
江柏翰教授强调,无线深脑刺激技术可??大幅降低侵入性手术需求,对全球脑疾病治疗带来深远影响。为推动技术普及,该团队更开发出一套开源、平价的磁刺激系统,包含全方位应用的磁刺激装置与友善操作介面,盼加速无线刺激技术在医疗与研究领域的应用,为脑科学及临床治疗开启新篇章。