超微型傳感器面世：能夠?qū)ⅰ吧窠?jīng)塵埃”植入人體為你治病

據(jù)Cnet報(bào)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(shí)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(dòng)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)塵埃”（neural 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(gè)“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(shí)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(dòng)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)。”

目前，殘疾人在使用假肢時(shí)，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(jì)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(xiàng)新技術(shù)的論文發(fā)表在《Neuron》雜志上。他說，研究團(tuán)隊(duì)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(xiàng)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。”

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(dòng)，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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