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科学家用针把微型电路注入大脑

发布人:系统管理员 发布日期:2017/6/26 来源:本站 浏览:次 字号:

科技日报北京6月8日电 (记者张梦然)英国《自然-纳米技术》杂志8日在线公布了一项“可注射电路”的研究。论文展示了一种柔性电路,能通过直径小到0.1毫米的针注入到合成空腔或活体组织内。这些由网状电极构成的电子元件,在注入后不到1小时就可以展开到原来的形状且无损于功能。实验已证明,其可以用来监测小鼠的大脑活动。

柔性和可伸展的电子元件能用于连续监测并操纵一些三维结构属性,例如生物组织。过去已有研究表明,生物集成微电子学需要并可以适应如大脑般错综复杂的结构,但在实际操作中,这些电子元件尚只能通过手术植入,把它们放到特定区域,至今还不能做到非侵入性植入。

如今,国际知名的顶尖纳米科学家、美国哈佛大学的查尔斯·李波以及中国国家纳米科学中心的方英,带领他们的研究团队设计出一种网状电路,能装在注射器里,再通过直径小到0.1毫米的针注入到合成空腔或活体组织的特定区域。

论文作者们表示,被注射进去以后,原来“卷起”的电路会展开到接近原始配置的80%,并且不会损失功能。研究人员将电路注入到活的小鼠的大脑里面两个不同的区域,在为期5周的时间里,它们没有产生排异反应,电路也表现出能和健康的神经元连接。当微型电路注入到小鼠的海马体时,研究人员发现,微型电路能监测大脑活动,且对周围大脑组织的损伤非常有限。

人造植入体内电子元件的功能、与生物体自身器官的兼容性以及尺寸制造工艺都在升级,随之的植入手段也越来越高明。在《自然》杂志上与本篇论文相关的新闻与观点文章中,评论作者金大铉和李勇植写道:“未来,结合带有其他功能单元的可注射电路(还可以有无线单元),将引导可植入生物电路和持续的生物监测技术方面的创新。”

总编辑圈点

十几年前就有人尝试将细小的电路置入小鼠的大脑,尽管在当时已经将最先进的电子元件用于这项科技,这些电路仍然像一把“沙子”一样被“撒”进小鼠的大脑,一系列排异反应令其痛苦不堪。如今,中美双方共同研制出的这款柔性电路及其注射器,为困扰脑科学家多年的问题带来了解决的希望。如果这些微型电路功能过硬且对大脑损伤十分有限,我们绝对有理由相信它会帮助人类打开一扇研究脑科学的全新大门。