世界上最神奇的技术,黑客帝国电影成真,人脑将直接控制电脑
新纤维制造工艺的关键在于制造大量预制品,预制品纤维内部需要被分成所需的多个通道:光波导通道传播光,空心管通道运送药物,导电电极通道传播电信号。科学家会首先得到预制品的高分子聚合物模板,尺度数量级在英寸(2.54厘米)。随后,预制品受到加热变软,被拉成更细的纤维,但会保持相同的多通道结构。
单次拉长可以使纤维变细200倍,这样通过不断重复拉长,纤维就会越来越细,直到纳米级别。尽管几英寸长的单个预制品就能制造几百英尺(30.48厘米)的纤维,但必须小心的选择材料,这些材料必须能在相同温度下变软。在纤维变细的过程中,纤维在英寸尺度下具有的特性在纳米尺度下仍然得到了保持。通过在单纤维中组合不同的通道,就能精确映射神经活动。
比如,光通道传输的光可以实现光遗传技术神经激励,产生的影响可由嵌入电极监控。与此同时,可通过空心管将单一或者多种药物注入大脑,神经元的相应电信号也会被记录,从而能够实时判定药物的真实作用。这样,就能同时模拟大脑的多种信号,最终帮助实现神经失调的治疗,而单功能神经探针是无法实现这种功能的。
MIT的科学家表示,这种新的植入设备系统可以在不伤害大脑组织的情况下向大脑传递光信号、注射药物。此外,只需制造相关任务所需的特定通道组合,这个植入系统也可以被调整以应用到特定的研究或治疗中。Anikeeva说:“你可以得到应用范围很广的设备。此外,这种纤维制造的系统最终可能帮助实现大脑、脊髓不同区域反应的精确映射,它也可能催生出能长期植入人脑,以治疗某些疾病(帕金森等)的设备。”
John Rogers——美国伊利诺伊大学香槟分校的材料科学工程和化学教授,他没有参与这项研究。不过他表示:“他们的新技术描述了一种迷人的多用途纤维,专门用来植入大脑,并通过电、光、流体方法来激励和记录大脑神经行为。他们的成果意义深远,将扩充对大脑功能基本理解的发展至关重要的工具集。”
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