一种旨在改变脑肿瘤手术治疗方法的革命性装置即将进行首次临床试验，科学家们认为这可能是一项重大医学突破。
这种脑芯片可以通过癌细胞与健康神经组织的电发射差异精确定位癌细胞。
该装置只有邮票大小，由石墨烯制成，这种材料的强度是钢的 200 倍，厚度仅为一个原子。20 年前，曼彻斯特大学科学家安德烈-盖姆（Andre Geim）和康斯坦丁-诺沃肖洛夫（Konstantin Novoselov）分离出石墨烯，他们的研究成果后来获得了 2010 年诺贝尔物理学奖。
从那时起，科学家们就一直致力于利用石墨烯的卓越导电性能，开发新的电传感器、磁传感器和其他设备。然而，目前正在索尔福德皇家医院试用的柔性脑芯片被誉为医学界的创举。”团队负责人之一、曼彻斯特纳米医学教授科斯塔斯-科斯塔雷洛斯（Kostas Kostarelos）说：”这是世界上首次使用石墨烯医疗设备进行临床试验。
这个脑机接口（BCI）设备是由一个国际科学家团队设计和制造的，目的是利用以前无法检测到的频率，改变对脑细胞电脉冲的监测。”科斯塔雷洛斯说：”它的第一个用途将是区分癌细胞和健康细胞，以确保脑肿瘤手术以高度准确的方式进行。
医生们指出，这一目标至关重要。英国每年有 12,700 多人被诊断出患有脑瘤，每年有 5,000 多人死于脑瘤。”他补充说：”只要我们能提高这些比例，就是一项重大成就。
不过，BCI 设备背后的团队也相信，它将帮助科学家研究包括中风和癫痫在内的许多其他病症，让他们更深入地了解健康细胞与受病理条件影响的细胞相比是如何传输电信号的。
“Inbrain Neuroelectronics 公司是一家旨在利用石墨烯进行脑科学研究和治疗的全球衍生公司，该公司的联合创始人卡罗琳娜-阿吉拉尔（Carolina Aguilar）说：”这是一个临床里程碑，为神经解码及其作为治疗干预手段的应用取得进展铺平了道路。
大脑中的细胞通过交换电脉冲进行互动，这一过程是我们的思想、行为和对世界的感知的基础。然而，如何准确监测这些细胞是如何通过这种方式进行交流的，一直是科学家们头疼的问题。”我们可以研究脑细胞发出的一些电信号。但是，那些频率很低和很高的信号很难在活体大脑中探测到，”科斯塔雷洛斯说。
“目前只能监测中频信号。最关键的是，BCI 芯片可以精确定位大脑中大量的电信号，包括那些频率非常高和非常低的信号”。
使用这种设备时，需要移除病人的一块头骨，然后将有数千个电触点的微型薄片放在病人的大脑顶部。发射器发出电信号刺激脑细胞，微小的接收器接收它们的反应。
科斯塔雷洛斯说：”与宿主神经细胞相比，癌细胞对芯片发出的电刺激没有反应。
这使手术团队能够识别距离肿瘤非常近的神经元，这一点极为重要。如果肿瘤位于大脑的某些部位，例如与语言有关的部位，手术团队就需要格外小心。在石墨烯芯片信号的引导下，他们可以更准确、更自信地切除病变细胞。
由于其他原因，BCI 芯片能够检测脑细胞发出的极高和极低频信号也非常重要。众所周知，在中风和癫痫发作时，大脑受影响部位的细胞会发出极低频信号，而这项技术为探索人在遭受这些事件后会立即发生什么开辟了一条新途径。
科斯塔雷洛斯说：”这项技术依赖于石墨烯的非凡特性，它将有助于指导大脑的手术干预，还能让人们从根本上重新认识我们大脑中的细胞在患病状态下是如何运作和相互作用的。
本文于 2024 年 11 月 7 日进行了修订，为清晰起见，文中提到安德烈-盖姆（Andre Geim）和康斯坦丁-诺沃肖洛夫（Konstantin Novoselov）”分离 “了石墨烯，而不是 “发明 “了石墨烯；石墨烯是从天然石墨中提取的，提取方法由这两位科学家发明，他们认识到了石墨烯的特性。
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