更好的大脑植入物:纤细的电极紧贴单个神经元
(bob游戏Medical Xpress)——密歇根大学研制的一种薄而灵活的电极比最接近的竞争对手要小10倍，最终可以实现对神经活动的长期测量。
这种技术最终可能被用于向假肢发送信号，克服大电极引起的损害大脑和电极的炎症。
神经元与电极的主要问题是它们会成为糟糕的邻居。除了与神经元相比巨大之外，它们还很僵硬，容易摩擦附近的细胞走错路了。居民免疫细胞发现外国人并发动攻击，激怒他们大脑组织和阻断通信之间电极还有细胞。
由生物医学工程教授Daryl Kipke、化学工程教授Joerg Lahann以及约瑟夫B.和佛罗伦萨V. Cejka工程教授Nicholas Kotov团队开发的新电极，相比之下并不显眼，甚至友好。它是一根高导电性的碳纤维线，外面裹着一层塑料，以阻挡来自其他神经元的信号。末端的导电凝胶垫紧贴在柔软的细胞膜上，这种紧密的连接意味着来自脑细胞的信号更加清晰。
科托夫说:“这是向前迈出的一大步。“这种电极的直径约为7微米，或0.007毫米，其最接近的竞争对手约为25至100微米。”
他说，这种凝胶甚至会说细胞的语言。电脉冲通过离子或原子的运动穿过大脑电荷，信号以同样的方式通过凝胶。在另一边，是碳纤维通过移动的电子对离子做出反应，有效地将大脑信号翻译成电子设备的语言。
为了证明电极对真实神经元的监听效果如何，Kipke的团队将其植入老鼠的大脑中。电极的狭窄轮廓使其只关注一个神经元，研究小组在通过光纤的尖锐电信号中看到了这一点。他们并没有在对话中得到多个神经元的混乱。除了收集特定的信号发送到假肢，倾听单个神经元可以帮助梳理出许多大脑的大难题。
“神经元之间是如何交流的?大脑中处理信息的途径是什么?这些都是未来可以用这种技术来回答的问题，”科托夫说。
“因为这些设备非常小，我们可以将它们与新兴的光学技术结合起来，在倾听细胞电信号的同时，直观地观察细胞在大脑中的活动，”高西·科扎伊(Takashi Kozai)说，他是Kipke实验室的学生，领导了这个项目，后来获得了博士学位。“这将开启对大脑如何在细胞和网络层面上工作的新理解。”
Kipke强调，该团队测试的电极还不是一个临床试验就绪的设备，但它表明，努力将电极缩小到大脑细胞正在得到回报。
他说:“研究结果有力地表明，在这些小尺寸上制造可行的电极阵列是制造更持久设备的可行途径。”
为了长时间倾听神经元的声音，或者帮助人们像控制自然肢体一样控制假肢，电极需要能够在大脑中存活数年而不造成重大损伤。在只有六周的测试中，研究小组不能确定电极的长期表现如何，但结果是有希望的。
科托夫说:“通常情况下，我们看到免疫反应在两周时达到峰值，然后在三周时减弱，到六周时已经稳定下来。”“这种稳定是重要的观察结果。”
老鼠的神经元免疫系统已经习惯了电极，这表明电子入侵者可能会长期存在。
虽然我们明年不会在市场上看到仿生手臂或钢铁侠式的服装，但Kipke乐观地认为，假肢设备可以开始与人类相连接大脑在十年左右。
Kipke说:“开发非常精细的机器人控制和临床训练协议的周边工作正在沿着自己的轨道进行。”
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