新型传感器沙粒大小 可植入体内用于治病

  点击数:415  发布时间:2016-08-05 13:58

信息来源:网易科技

据国外媒体CNET报道,加州大学伯克利分校的工程师已经开发出大颗沙粒大小的传感器,并利用超声波为植入装置提供动力以及传输数据。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。

“神经尘埃(neural dust)”可用来刺激神经和肌肉,这意味着我们正迎来利用生物电子技术治疗癫痫、炎症等疾病的新时代。

加州大学伯克利分校的工程与计算机科学教授米歇尔-马哈比斯(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《神经元(Neuron)》杂志上。他说,“我认为,长远来看,神经尘埃的前景不仅限于神经和大脑,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。”

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,能够很好地应用在周围神经系统中,例如,可用于控制膀胱或抑制食欲,”大学伯克利分校教授、神经学家兼上述的共同撰写者约瑟-卡梅纳(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。”
目前,大多数植入大脑以控制假肢的电极需与穿过头骨孔洞的电极丝相连接,这类电极丝只能工作数年。利用尺寸更小的神经尘埃可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操作。

“神经尘埃项目的最初目标是推动下一代脑机接口,使之成为可行的临床技术,”神经科学研究生瑞恩-尼利(Ryan Neely)在一份新闻稿中表示,“如果一名下身瘫痪者希望控制电脑或机械臂,我们只需把这类电极植入大脑中,基本上它将持续工作一辈子。”

有时候科学如同魔法一般让人惊叹不已。但研究者还有更多的工作要做。人体试验仍未启动,研究团队目前正在研制供实验鼠使用的小型背负式装备,装备中将装有超声波收发器,用以记录来自植入神经尘埃的数据。
未来的计划还包括开发能够检测含氧和激素水平等非电子信号的神经尘埃。




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