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好消息!钻开头骨插入电极研究大脑太痛苦,温柔新方法问世

2018-07-05 08:28 作者:严娟 来源:科普中国网 浏览:

  5月27日消息,虽然像核磁共振成像(MRI)这样的大脑分析技术不断地升级更新,但有时研究人员需要从本质上了解人类大脑。为了从特定大脑细胞和区域获得信息,以及将大脑与某些假肢或者医疗设备结合在一起,物理电极装置必须插入大脑之中。

  但该方案存在一些弊端,近期科学家呼吁改进安全使用方法,并且希望更好地分析这些电极如何“沿途”摧毁大脑细胞,以及如何触发大脑炎症性免疫系统反应。

  美国卡耐基·梅隆大学研究人员发现一种变通方案,他们研制一种易弯曲、粘糊糊的硅质水凝胶,能够粘在大脑神经组织上,将无创电极附在大脑表面。

  水凝胶已在猫的背根神经节进行了测试,背根神经节是脊椎神经细胞簇,这种封闭电极能记录脑活动,而无需真实将大脑暴露在电极上。

  研究人员希望他们的研究工作能够引领一个安全神经植入物时代,并且产生更好、更精准的神经读取数据,有助于我们理解人类疾病及一些大脑生理问题。

  卡耐基·梅隆大学工程师克里斯·贝廷格(Chris Bettinger)在一份新闻稿中说:“想像一下你有一碗果冻,你将一个硬质塑料叉子放在碗中,并且来回搅动。这种效果就像是将一个传统电极插入大脑组织所导致的伤害。”

  虽然电极并不具有那么严重的破坏性(我们可以非常放心,神经外科医生和研究人员不会随意地摆动电极,电极也不会“吞噬”大脑组织),但是电极的确会在大脑皮层下造成少量的结构性损伤。

  科学家仍对成年人大脑能否生长出新细胞产生分歧,但最好的办法是尽可能减少大脑钻孔次数。最重要的是,大脑知道电极并不属于这里,会启动免疫系统对抗电极。这将导致电极最终降解,意味着它们会发出不准确的细胞记录,阻碍神经科学研究。因为水凝胶呈现出类似大脑的结构,人体不太可能对水凝胶产生抗性。

  现在说这种新型神经植入水凝胶如何影响医学神经科学领域还为时过早,但如果人体试验和近期进行的猫实验效果一样,那么未来大脑-计算机接口将变得更加无缝,也不会造成身体伤害。


 

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