用于多毛动物无须剃毛的贴合型粘附凝胶，实现稳定的电生理记录

无需理发即可读取脑电波

脑电图（EEG）让科学家可以从头骨外部监听大脑微弱的电信号。但有一个顽固的日常障碍：毛发。动物的浓密毛皮和人类稠密的头发会在头皮与电极之间形成微小间隙，导致信号模糊或被完全阻挡。剃毛可以解决问题，但常常令人不适、涉及文化敏感性，或对实验动物不道德。本研究介绍了一种新型柔软的智能凝胶，它能穿过头发、轻柔而牢固地附着于皮肤，并能按需释放——使高质量的大脑记录在无需剃毛的情况下成为可能。

头发与导线之间的温和界面

研究人员旨在创造他们称之为“适应毛发且粘附可调”（HAAT）的界面：一种在头皮与EEG电极之间形成关键桥接的材料。这种凝胶必须同时满足三项通常相互冲突的要求。第一，它起初要足够流动，能够绕过单根头发并渗入皮肤褶皱。第二，一旦就位，它需要变坚固并保持强力粘附，以便即使受试者出汗或移动，电极也不会位移。第三，实验结束后，应能在不拔毛或刺激脆弱皮肤的情况下剥离凝胶。在单一材料中同时实现这三点，需要从头重新设计凝胶的内在化学结构。

具有内建导电性的变形凝胶

团队用共聚物构建了HAAT材料——由两类单元组成的长分子链。一类单元提供动态二硫键，这些微小的化学键可以随温度或化学信号断裂并重组。当稍微升高到高于体温时，这些键松动，链段变短，材料表现得像能渗透毛发间隙的厚流体。随着冷却回到皮肤温度，键重新连接，流体转变为更固态的凝胶，紧贴头皮。第二类单元携带带电基团，形成充满离子的通道，使凝胶能够像或优于商业EEG膏一样传导大脑的微弱电信号。还加入了金属离子作为额外的交联点，以调节最终凝胶的刚度和韧性。

需要时牢固抓握，不需要时温和释放

由于EEG记录可能持续数小时，凝胶必须在不滑移的同时又能被温和去除。作者们精细调整了凝胶组分的比例，以在皮肤表面平衡刚度和韧性。随后他们设计出一种特殊的“脱离溶液”，由谷胱甘肽（一种常见的生物抗氧化剂）和盐组成。当该溶液渗入凝胶与皮肤之间时，它切断曾经将聚合物连接在一起的相同二硫键，并削弱如氢键等非共价吸引力。因此，凝胶对皮肤和毛发的抓附力降低了五十倍以上。在对猪皮和真实多毛头皮的测试中，该材料可在不引起发红或掉发的情况下被剥离，性能优于标准商业电极。

来自多毛头部的清晰信号

为证明这种化学设计在实践中具有意义，团队从人类、猴子和小鼠三种具有非常不同毛发分布的物种记录了大脑活动。在人类后脑，该凝胶可以轻松渗透浓密头发，在出汗期间保持就位，并以比标准膏体更高的功率捕捉到熟悉的脑电节律（θ、α、β和γ）。在毛发细密的猴子身上，HAAT在多个部位形成了稳定接触，使得在不发生电极间信号混叠的情况下构建16通道的大脑活动地图成为可能。最引人注目的是，在被密集皮毛覆盖的小鼠头部，传统凝胶无法检测到任何可用EEG，而新凝胶则清晰记录到了听觉反应。在一项要求严格的视觉注意力任务中，该凝胶在数小时内从一只猴子上记录到了微弱的事件相关电位，揭示了其大脑对屏幕左侧或右侧闪光的不同反应。

这对脑科学的意义

通过结合热可切换的流体-凝胶转变、强而可逆的粘结以及内建的离子导电性，HAAT材料解决了脑科学长久以来的一个实际问题：如何在不剃毛的情况下从多毛头皮获得稳定的、无创的电记录。对科学家而言，这为在本色状态下研究那些否则会回避或被排除在EEG实验之外的动物与人群（包括儿童和野外研究对象）打开了大门。对于更广泛的公众而言，它指向了未来可穿戴大脑监测设备的可能发展——舒适、隐蔽且对毛发友好——让在不剪下一根头发的情况下听到大脑低语更近了一步。

引用: Yang, L., Chen, M., Qi, J. et al. Conformal and adhesive gel for stable electrophysiology on hairy animals without shaving. Nat Commun 17, 2249 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-70093-z

关键词: 脑电凝胶, 多毛头皮记录, 脑电波监测, 粘附性水凝胶, 无创神经科学