7月14日，清華大學柔性電子技術實驗室馮雪教授課題組與醫學院高小榕教授課題組合作，在《自然·通訊》（Nature Communications）期刊上在線發表了題為“用于視覺和聽覺腦機接口的入耳式共形生物電子器件”（Conformal in-ear bioelectronics for visual and auditory brain-computer interfaces）的研究成果。該論文提出了一種耳內的柔性三維附壁攀爬神經電子器件，開展了基于穩態視覺誘發電位和雞尾酒會效應的視覺及聽覺腦機接口（BCI）研究，前景。

精準、實時連續獲取腦電信號在人機混合智能、臨床腦疾病診治等領域具有重要的意義。然而，顱骨的存在影響了腦電信號的獲取，外耳道的腔道有望削弱顱骨對腦電信號的衰減作用，且所受運動干擾低，可更加有效地記錄顳葉、頂葉及枕葉等腦區的神經活動。

外耳道內部蜿蜒曲折的幾何形貌以及因人而異的特點，對力學、材料、界面及電子器件的設計提出極高的挑戰；此外，實現耳內腦電信號的連續監測而不影響聽覺信息的正常傳導也對電子器件的形態提出極高的挑戰。研究人員基于柔性電子器件可與神經界面共形集成的特點，發展了一種自適應、自支撐的耳內柔性三維附壁攀爬神經電子器件，解決了上述挑戰。該器件以小螺旋的構型深入外耳道，在電熱驅動下膨脹并變形為預設大螺旋構型，受到耳道內壁的約束后自適應地貼合于耳道內表面。其模量可調節的特性平衡了外耳道的生理敏感同信號采集所需界面穩定的矛盾，形態可重構的特性解決了傳統支撐物需量身定制的難題，同時其中空的結構不影響受試者與外界的溝通與交流，為開發適用于三維復雜表面/結構的柔性電子器件提供了嶄新的思路。圖1. 耳內柔性三維附壁攀爬神經電子器件

研究人員基于該器件分別開展了基于穩態視覺誘發電位的視覺BCI和基于雞尾酒會效應的聽覺BCI研究，驗證了器件在EEG-BCI中的獨特優勢，提升了BCI的易用性與泛用性，推動了可穿戴BCI的發展，為揭示自然場景下聽覺注意機制帶來重要的啟示。

清華大學馬寅佶、高小榕、馮雪為該文章的共同通訊作者，清華大學航院博士后王宙恒和醫學院博士生史楠林為共同第一作者。參與該工作的還有浙江大學、首都醫科大學附屬北京同仁醫院等單位。該研究成果得到了國家自然科學基金項目的資助。

該研究成果是可穿戴腦機接口的一次重大突破，為開發適用于三維復雜表面/結構的柔性電子器件提供了嶄新的思路。新浪網、鳳凰網、快科技等多家媒體相繼報道，其中，臺灣中時新聞網也發表報道，稱“北京清華開發出螺旋形耳塞式腦機介面：有望將思想轉換成文本。”

審核編輯 黃宇