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[材料应用] 美研制微型碳纤维电极 可倾听大脑神经细胞 |
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《黑客帝国》中在男主人公头部插入电极便可连接一个计算机网络，现今美国科学家最新研制新型碳纤维电极可以实现。  它可能看上去像其它螺线一样，但却是一种奇特的纤细柔韧电极，有助于彻底地提高我们大脑的认知能力，建立人类和计算机之间较好的交互界面。  研究小组最新设计的碳纤维电极仅有 7 微米直径  艺术家描绘的大脑神经细胞组织，科学家最新研制的微型电极能够对大脑神经细胞进行监控和交互 这种高传导性碳纤维螺线覆盖着塑料，它非常纤小，能够放置在大脑神经细胞进行“倾听”。 其末端传导性凝胶垫与软细胞膜连接在一起，这种近距离连接意味着能够清晰地获得大脑细胞的信号。 美国密歇根大学最新研制的这种微观螺线，比类似设计纤细 10 倍，最终可实际用于长期勘测神经活动性。这项技术将用于发送信号至仿真假肢，克服较大电极植入身体后出现的炎症现象。 驻留免疫细胞能够探测到介入和攻击，感染大脑组织并阻止电极和大脑细胞之间的通讯。目前，这种最新研制的电极是由生物医学工程教授达里尔-基普克和化学工程学教授约尔格-拉汉等研究人员共同研制的，这是一种高传导性碳纤维螺线，覆盖着塑料来屏蔽其它神经细胞的信号。 研究小组成员尼古拉斯-卡多夫说：“这是一项重大科学进步，电极直径大约 7 微米，之前类似设计的直径大约 25-100微米。凝胶垫甚至能读懂细胞之间的语言。”通过电荷离子或原子移动，电子脉冲能够在大脑组织中传播，同时，信号以相同方式在凝胶垫传输。 另一方面，这种碳纤维通过移动电极可以响应离子，有效地以电子设备的语言传输大脑信号。为了证实这些电极如何“倾听”真实神经细胞，基普克带领研究小组将这种电极植入老鼠的大脑组织中。 这种电极的狭窄侧面使其正好聚焦于一个神经细胞，研究小组能够看到清晰的电子信号穿过这种微小纤维结构。为了获得特珠信号发送到假肢，倾听单个神经细胞有助于揭晓大脑的神秘谜团。 卡多夫说：“神经细胞之间是如何进行通讯的？它们是大脑信号处理的通道吗？使用我们最新研制的碳纤维螺线未来或将揭晓其中的秘密。由于该设备非常小，我们可以将新兴光学技术结合在一起，从而可视化观测大脑神经细胞接收电子信号时的状况。这将在细胞和网络等级理解大脑是如何运行的。” 基普克强调，研究小组测试的这种电极并未进入临床测试阶段。目前，为了更长时间地“倾听”大脑神经细胞，或者帮助人们像控制正常肉身肢体一样控制假肢，这种电极需要植入大脑组织中许多年，且不会带来严重损伤。 仅通过 6 个星期的测试，研究小组并不能完全确定这种电极的长期有效性，但研究结果颇有发展前景。虽然短期内我们无法看到机械手臂或者类似钢铁侠一样的机械装束，但基普克非常乐观，认为未来十年仿生假肢将与大脑组织建立连接。目前，这项研究报告发表在《自然材料学》杂志上。 | |
发表于 2015-11-11 01:25:18
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