超微型传感器面世:能够将“神经尘埃”植入人体为你治病

2016-08-05 10:32:42     作者:刘子榆      来源:雷锋网

任何科技的进步都应该以造福人类为目的。


据Cnet报道,尽管如今市面上已经出现了一些用于监测人体心率和最大氧容量(VO2 max)的商业化产品,为了更好地造福人类,研究人员提出了新的努力方向。希望能够进一步开发出适用于实时追踪人体内任意器官、肌肉结构、甚至是神经组织的超微型传感器。继而推动假肢运用、健身追踪装置开发甚至癫痫等病症的治疗工作。

如果未来“半机器人”的发展足够酷炫,那么我们或许可以看到这种叫做“神经尘埃”(neural dust)的技术得到广泛应用。其可以模拟人体的神经和肌肉、进入一个“电皮层”(electroceutical)来治疗癫痫或炎症。这意味着我们正迎来利用生物电子技术治疗病症的新时代。

而就在近日,一种沙粒大小的超微型传感器的面世,让这些构想变成了现实。这种特殊的传感器是由来自加州大学伯克利分校的工程师开发的。并且可以利用超声波为植入装置提供动力和传输数据。目前,研究者已成功地在实验鼠的肌肉和神经中植入神经尘埃,并希望能打造出更小的、可用于植入大脑的传感器。

(一颗神经尘埃)

“长远来看,神经尘埃的前景不仅仅限于神经和大脑,它将应用于更广泛的领域。过去一直没法实现体内生物遥测,因为我们找不到把特别小的装置植入身体深处的途径。但现在我们可以把沙粒大小的装置植入到神经、器官、胃肠道或肌肉中,并读取相应的数据。”

目前,残疾人在使用假肢时,大多数植入大脑用来控制假肢的电极需要与穿过头骨孔洞的电极丝相连接。这类电极丝的使用期限只有几年,并且容易产生感染。而利用尺寸更小的神经尘埃就可以允许无线传感器被永久地安置并密闭在头骨中,减少了电极丝可能引发的感染和不必要的麻烦。

加州大学伯克利分校的工程与计算机科学教授 Michel Maharbiz与其他研究者合作撰写的有关这项新技术的论文发表在《Neuron》杂志上。他说,研究团队正努力研制可与人体兼容的微型传感器,而且这类传感器在至少10年内能够持久运作、性能不会退化。

“美妙之处在于,这类传感器足够小,这样就能够很好地应用在周围神经系统中。例如,你可以用它来抑制食欲,”大学伯克利分校教授、神经学家兼上述论文的共同撰写者Jose Carmena指出,“不过这项技术还未发展到可植入50微米以内目标的阶段,若达到这一阶段,我们就能把传感器植入大脑和中枢神经系统。一旦它通过临床验证,神经尘埃将替代电极丝。如果能够攻克植入大脑的问题,我们的研究就圆满了。”

不过,为实现这一构想,科学家们还有很多工作要做。人体试验还未启动,真正将神经尘埃运用到医疗领域,还需要有很长一段路要走。

Via Cnet

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