了解大脑内的神经接口对于了解衰老、学习、疾病进展等至关重要。然而，现有的研究动物大脑神经元以更好地了解人类大脑的方法都存在局限性，从过于侵入性到无法检测到足够的信息。一种新开发的弹出式电极装置可以收集有关单个神经元及其相互作用的更深入信息，同时限制脑组织损伤的可能性。

由 Huanyu "Larry" Cheng 和工程学院工程科学与力学纪念副教授 James L. Henderson, Jr. 共同领导的研究人员在npj Flexible Electronics 上发表了他们的研究结果。

“了解大脑内大量神经元细胞之间的连接是一个挑战，”Cheng 说。“过去，人们开发了一种直接放置在皮质上的设备，可以检测表层信息，侵入性较小。但如果不将设备插入大脑，检测皮质间信息具有挑战性。”

针对这一局限性，研究人员开发了插入大脑的基于探针的电极。这种方法的问题是，如果不进行多个探针，就不可能获得神经元和大脑的 3D 布局，这很难放置在柔性表面上，并且会对脑组织造成太大伤害。

“为了解决这个问题，我们使用了弹出式设计，”程说。“我们可以制造分辨率和性能与现有制造相当的传感器电极。但与此同时，我们可以在将它们插入大脑之前将它们弹出到 3D 几何体中。它们类似于儿童立体书：你有平面形状，然后你施加压缩力。它将 2D 转换为 3D。它提供了性能与 2D 相当的 3D 设备。”

研究人员表示，除了插入大脑后会弹出三个维度的独特设计外，他们的设备还使用了以前没有以这种特殊方式使用过的材料组合。具体来说，他们使用聚乙二醇，一种以前使用过的材料，作为生物相容性涂层来产生刚度，这不是它以前使用过的目的。

大韩民国延世大学的共同通讯作者 Ki Jun Yu 说：“要将设备插入大脑，它需要坚硬，但在设备进入大脑后，它需要灵活。”“所以我们使用了一种可生物降解的涂层，在设备上提供坚硬的外层。一旦设备进入大脑，坚硬的涂层就会溶解，恢复初始的灵活性。结合材料结构和该设备的几何形状，我们将能够从大脑获得输入以研究 3D 神经元连接。”