综述：磁性可植入脑部设备与材料

这篇综述深入探讨了磁性可植入设备与材料在脑科学领域的突破性应用。通过磁电（ME）、磁热（MT）和磁机械（MM）三种核心机制，实现了对神经活动的无线双向调控与传感，为无创精准脑功能干预提供了新范式。

　　

Abstract

磁性场的独特穿透性使其成为脑科学研究的理想工具。不同于传统电信号易受组织衰减的特性，磁场可无损穿透颅骨与脑组织，为开发新一代无线神经接口技术奠定了基础。

磁神经调控三大支柱

磁电材料（ME）通过洛伦兹力将外部磁场转化为局部电场，直接激活神经元电压门控通道。最新研究显示，ME纳米薄膜在1 mT弱磁场下即可产生>10 mV/mm的局域电场，足以触发动作电位。

磁热效应（MT）则利用磁性纳米颗粒（如Fe₃O₄）在交变磁场中的产热特性。当温度升至40-42°C时，TRPV1等热敏离子通道被特异性激活，实现时空精准的神经调控。实验证实，该方法可精确控制小鼠运动皮层而不会造成组织损伤。

磁机械刺激（MM）通过磁性微球产生皮牛级力学刺激。这种微机械力能选择性激活Piezo2等机械敏感通道，为研究触觉传导通路提供了新工具。

磁性神经传感技术

磁阻传感器阵列可检测神经元放电产生的nT级弱磁场，其灵敏度已达5 pT/√Hz，无需外部参考电极即可实现单神经元分辨率。

磁共振探针通过功能化磁性涂层将代谢物浓度变化转化为T₂弛豫信号差异，使多巴胺等神经递质的动态监测成为可能。

磁弹性系统则创新性地利用磁性植入体振动频率变化来实时反映脑组织刚度、pH值等参数，为监测脑水肿、肿瘤进展提供了新思路。

Conflict of Interest

该技术领域仍面临生物相容性、长期稳定性等挑战，但磁性神经接口的独特优势预示着其在癫痫、帕金森病等神经疾病治疗中的广阔前景。