植入式神經介面硬體
猶他陣列(猶他電極陣列)
猶他電極陣列(UEA)是承載大多數人類皮質內 BCI 研究的微電極陣列,包括 BrainGate 系列試驗。它是一整塊摻雜矽微加工而成的方形針陣列,典型為 10 乘 10、可佈線 96 至 100 通道,針長約 1 至 1.5 公釐、間距 400 µm。每根針柱以玻璃溝槽與鄰針電性隔離,沿柱身以 parylene 或二氧化矽絕緣,僅在針尖鍍上金屬(鉑、氧化銥或濺鍍銥),因此每根針柱只有單一記錄點,位於皮質第 4 至 5 層附近。
由於針尖以組織力學尺度而言並不夠銳利,陣列須以氣動植入器在不到一毫秒內擊入,藉慣性克服皮質凹陷;緩慢推入只會壓凹軟腦膜。訊號經細線束引至穿皮基座(固定於顱骨的連接器),這正是此陣列在臨床上的核心弱點:它是感染途徑,也使裝置無法完全密封。
UEA 的限制界定了許多植入工程的方向。每柱單點意味無法在皮質柱內做深度取樣;固定的 400 µm 間距與約 1 公釐長度也固定了所取樣的層別;而剛性且有繫線的矽會加重異物反應,並使可用通道在數月至數年間緩慢流失。Neuropixels 與軟性陣列等新型探針正是針對這些限制而生。
在 BrainGate 中,四肢癱瘓的受試者以植入運動皮質的一到兩片 UEA 控制游標或機械臂;可分離的良好單元通常僅數十個,並在植入壽命內逐漸減少。
人類皮質內 BCI 的主力陣列,也是其有線、每柱單點等限制的根源。
常見誤解是把 96 通道當成 96 個神經元。每個通道只是一個記錄點,可能對應單一單元、無法分離的多單元雜訊,或根本無可用訊號。
又稱
另見