目前我們在單個神經元及其網絡層面對人類神經系統的組織和運作的理解存在巨大差距。本研究使用Blackrock Microsystems（Blackrock Neurotech)NeuroPort神經元信號記錄系統結合猶他電極，對人類皮層進行急性多通道單細胞記錄的方法。對13例左腦腫瘤患者進行皮層急性記錄，發現低密度電極單細胞記錄更優。在頂葉聯合皮層記錄到振蕩傳播，且神經元對非符號和符號數字有調諧性，為研究人類高級認知神經機制提供了新方法。手術中可通過氣動植入猶他電極至左腦皮層，術后組織學分析顯示電極軌跡可深入皮層深層，部分電極周圍存在微小出血但未擴散，證實該技術在人體應用的安全性與可行性。

圖1.術中MEA植入。

低密度（800μm間距）微電極陣列在記錄單細胞尖峰活動的通道比例（78%）顯著高于高密度（400μm間距）陣列（2%），且信噪比穩定，表明電極間距增大可提升單細胞分辨率記錄質量。

圖2.不同密度的多邊環境協定記錄的細胞外神經元信號。

通過主成分分析可從低密度微電極陣列記錄中分離出單細胞神經元，其波形聚類純凈、放電率穩定，且低密度陣列單細胞分離成功率（62%通道）顯著高于高密度陣列（2%）。

圖3.從術中微電極記錄中分離單個神經元。

人類頂葉聯合皮層在視覺刺激后出現振蕩活動的傳播波，θ波段（6–9 Hz）和β波段（15–35 Hz）的傳播方向具有頻段特異性，且隨頻率升高傳播速度加快（θ波段平均0.57 m/s，β波段平均2.40 m/s），相位梯度擬合平面模型的擬合度較高。

圖4.跨多邊環境協定的振蕩活動傳播。

患者在術中執行數字匹配任務時，非符號（點數）和符號（阿拉伯數字）數字的行為表現與術前訓練相近，錯誤率隨數字增大而增加，且非符號試驗錯誤更多，體現人類數值認知中距離效應和大小效應的行為特征。

人類頂葉皮層單細胞對非符號數字（點數）呈現分級響應（如對7-8個點放電率最高），對符號數字（阿拉伯數字）響應更具類別性，且相鄰電極的多單元活動也表現出數字調諧特性，揭示人腦對不同形式數字的神經元編碼機制。

頂葉皮層LFP的γ波段（45–100 Hz）功率隨非符號數字增大而單調增加，β波段活動空間分布更均勻，且傳播波速度與數字大小相關（大數字傳播更快），表明不同頻率振蕩活動參與數字信息的網絡編碼。

本研究對13例左腦腫瘤患者植入高密度（96通道）和低密度（25通道）猶他電極，發現低密度電極單細胞記錄質量更優，可穩定分離單細胞神經元活動。在頂葉聯合皮層記錄到θ和β波段振蕩，且神經元對非符號（點數）和符號（阿拉伯數字）數字存在調諧特性，γ波段功率與非符號數字大小正相關，證實該技術可用于解析高級認知的神經機制，為腦功能研究提供新工具。