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本文作者: 劉子榆 | 2016-08-04 18:32 |
據(jù)Cnet報道,盡管如今市面上已經(jīng)出現(xiàn)了一些用于監(jiān)測人體心率和最大氧容量(VO2 max)的商業(yè)化產(chǎn)品,為了更好地造福人類,研究人員提出了新的努力方向。希望能夠進(jìn)一步開發(fā)出適用于實(shí)時追蹤人體內(nèi)任意器官、肌肉結(jié)構(gòu)、甚至是神經(jīng)組織的超微型傳感器。繼而推動假肢運(yùn)用、健身追蹤裝置開發(fā)甚至癲癇等病癥的治療工作。
如果未來“半機(jī)器人”的發(fā)展足夠酷炫,那么我們或許可以看到這種叫做“神經(jīng)塵?!保╪eural dust)的技術(shù)得到廣泛應(yīng)用。其可以模擬人體的神經(jīng)和肌肉、進(jìn)入一個“電皮層”(electroceutical)來治療癲癇或炎癥。這意味著我們正迎來利用生物電子技術(shù)治療病癥的新時代。
而就在近日,一種沙粒大小的超微型傳感器的面世,讓這些構(gòu)想變成了現(xiàn)實(shí)。這種特殊的傳感器是由來自加州大學(xué)伯克利分校的工程師開發(fā)的。并且可以利用超聲波為植入裝置提供動力和傳輸數(shù)據(jù)。目前,研究者已成功地在實(shí)驗(yàn)鼠的肌肉和神經(jīng)中植入神經(jīng)塵埃,并希望能打造出更小的、可用于植入大腦的傳感器。
(一顆神經(jīng)塵埃)
“長遠(yuǎn)來看,神經(jīng)塵埃的前景不僅僅限于神經(jīng)和大腦,它將應(yīng)用于更廣泛的領(lǐng)域。過去一直沒法實(shí)現(xiàn)體內(nèi)生物遙測,因?yàn)槲覀冋也坏桨烟貏e小的裝置植入身體深處的途徑。但現(xiàn)在我們可以把沙粒大小的裝置植入到神經(jīng)、器官、胃腸道或肌肉中,并讀取相應(yīng)的數(shù)據(jù)?!?/p>
目前,殘疾人在使用假肢時,大多數(shù)植入大腦用來控制假肢的電極需要與穿過頭骨孔洞的電極絲相連接。這類電極絲的使用期限只有幾年,并且容易產(chǎn)生感染。而利用尺寸更小的神經(jīng)塵埃就可以允許無線傳感器被永久地安置并密閉在頭骨中,減少了電極絲可能引發(fā)的感染和不必要的麻煩。
加州大學(xué)伯克利分校的工程與計算機(jī)科學(xué)教授 Michel Maharbiz與其他研究者合作撰寫的有關(guān)這項新技術(shù)的論文發(fā)表在《Neuron》雜志上。他說,研究團(tuán)隊正努力研制可與人體兼容的微型傳感器,而且這類傳感器在至少10年內(nèi)能夠持久運(yùn)作、性能不會退化。
“美妙之處在于,這類傳感器足夠小,這樣就能夠很好地應(yīng)用在周圍神經(jīng)系統(tǒng)中。例如,你可以用它來抑制食欲,”大學(xué)伯克利分校教授、神經(jīng)學(xué)家兼上述論文的共同撰寫者Jose Carmena指出,“不過這項技術(shù)還未發(fā)展到可植入50微米以內(nèi)目標(biāo)的階段,若達(dá)到這一階段,我們就能把傳感器植入大腦和中樞神經(jīng)系統(tǒng)。一旦它通過臨床驗(yàn)證,神經(jīng)塵埃將替代電極絲。如果能夠攻克植入大腦的問題,我們的研究就圓滿了?!?/p>
不過,為實(shí)現(xiàn)這一構(gòu)想,科學(xué)家們還有很多工作要做。人體試驗(yàn)還未啟動,真正將神經(jīng)塵埃運(yùn)用到醫(yī)療領(lǐng)域,還需要有很長一段路要走。
Via Cnet
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