沙粒大小的傳感器植入體內(nèi)能幫你治病

　　沙粒大小的傳感器能植入體內(nèi)，還能幫你治病。加州大學(xué)伯克利分校的工程師已經(jīng)開發(fā)出大顆沙粒大小的傳感器，并利用超聲波為植入裝置提供動力以及傳輸數(shù)據(jù)。研究者已成功地在實驗鼠的肌肉和神經(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。

　　“神經(jīng)塵埃(neural dust)”可用來刺激神經(jīng)和肌肉，這意味著我們正迎來利用生物電子技術(shù)治療癲癇、炎癥等疾病的新時代。

　　加州大學(xué)伯克利分校的工程與計算機科學(xué)教授米歇爾-馬哈比斯(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《神經(jīng)元(Neuron)》雜志上。他說，“我認為，長遠來看，神經(jīng)塵埃的前景不僅限于神經(jīng)和大腦，它將應(yīng)用于更廣泛的領(lǐng)域。過去一直沒法實現(xiàn)體內(nèi)生物遙測，因為我們找不到把特別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>

　　研究團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)能夠持久運作、性能不會退化。

　　“美妙之處在于，這類傳感器足夠小，能夠很好地應(yīng)用在周圍神經(jīng)系統(tǒng)中，例如，可用于控制膀胱或抑制食欲，”大學(xué)伯克利分校教授、神經(jīng)學(xué)家兼上述的共同撰寫者約瑟-卡梅納(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。”

　　目前，大多數(shù)植入大腦以控制假肢的電極需與穿過頭骨孔洞的電極絲相連接，這類電極絲只能工作數(shù)年。利用尺寸更小的神經(jīng)塵埃可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)的感染和不必要的操作。

　　“神經(jīng)塵埃項目的最初目標(biāo)是推動下一代腦機接口，使之成為可行的臨床技術(shù)，”神經(jīng)科學(xué)研究生瑞恩-尼利(Ryan Neely)在一份新聞稿中表示，“如果一名下身癱瘓者希望控制電腦或機械臂，我們只需把這類電極植入大腦中，基本上它將持續(xù)工作一輩子?！?/p>

　　有時候科學(xué)如同魔法一般讓人驚嘆不已。但研究者還有更多的工作要做。人體試驗仍未啟動，研究團隊目前正在研制供實驗鼠使用的小型背負式裝備，裝備中將裝有超聲波收發(fā)器，用以記錄來自植入神經(jīng)塵埃的數(shù)據(jù)。

　　未來的計劃還包括開發(fā)能夠檢測含氧和激素水平等非電子信號的神經(jīng)塵埃。

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