星期三, 2月 4

新型纖維材料可將光信號和藥物送遞人類大腦

美國麻省理工學院研究人員最新研製一種細纖維材料,寬度不足頭髮直徑,組建成一個人機接口界面,將人類大腦和計算機連接在一起。


該系統可以直接送遞光信號和藥物到大腦,基於電子讀取數據持續監控各種輸入信號產生的效果。美國麻省理工學院材料科學和工程學副教授波莉娜-安尼克瓦(Polina Anikeeva)說:“我們正在建造一個神經界面,以更有機化的方式與大腦組織相互作用。”


傳統神經探測設備可以記錄一種信號類型,限制信號在任何時間送遞至大腦。目前,麻省理工學院科學家可能找到改變這種方式的途徑,通過製造一種複雜纖維,寬度不足頭髮直徑,該材料能夠製造一種神經接口系統,直接送遞光信號和藥物抵達大腦。這項最新研究報告發表在近期出版的《自然生物技術》雜誌 ​​上。

這種新型纖維是由聚合物材料製成,類似於神經組織的特徵,波莉娜稱,該材料能夠更長時間地停留在人體內,而不會損傷周圍的微妙組織結構。這種聚合纖維甚至比人體神經組織更柔軟,看起來更加逼真。

當前用於記錄和刺激神經組織的設備是由金屬、半導體、玻璃材料製成,在使用時會不同程度地損傷身體組織,這是神經修復手術存在的一個棘手問題。當前關鍵的技術是製造一個較大尺寸的神經接口界面,使用這種纖維製造通道,例如:光波導纖維攜載光線、中空管運送藥物、傳導電極攜載電信號。

光線通過這種光通道進行傳輸,實現光基因神經刺激,所產生的效應可由嵌入電極進行監控。同時,一種或者多種藥物可通過中空通道注入大腦,期間神經細胞的電子信號能夠實時記錄下來所產生的藥物反應。

麻省理工學院研究人員認為,這種獨特的植入裝置可以傳輸光信號和藥物至大腦,而不會損傷大腦組織。 

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