韩国科学家开发出一种软性神经植入物,可通过手机控制

2019-08-12 11:20:18     来源:嵌入式时代

韩国科学技术院(KAIST)电气工程学院的研究人员近期宣布,他们开发出了一种软性神经植入物,可以植入大脑,并且通过使用智能手机进行无线控制,通过该植入物,药物和光脉冲可以无限量的输送到神经。


 韩国科学家开发出一种软性神经植入物,可通过手机控制


软性神经植入物


Jae Woong-jeong教授领导的相关研究发表在《自然生物医学工程》上,称该植入物使用类似于乐高(Lego)的可替换药筒,能够通过低功耗蓝牙数据链,长期将药物或者光脉冲信号瞄准感兴趣的特定神经元。


“这种新型的植入物装置以强大的微纳米科技工程为基础,并且是采用目前先进的电子设计才得以完成的。”Jae 教授说,“我们有兴趣将这项研究再推进一步,争取能够将其植入大脑,并且在临床应用,造福人类。”

 韩国科学家开发出一种软性神经植入物,可通过手机控制


造福人类


据称,这项技术大大优于传统方法。在此之前,神经科学家只能通过刚性金属管和光纤来输送药物和光脉冲,除了设备笨重限制受试者的运动外,随着时间推移,植入物相对坚硬的结构还会导致软性脑组织损伤,因此不适合长期植入。


虽然传统技术也已经采取了一些措施来缓解这些不足,例如通过软探针和无线平台来部分缓解不良组织反应,但是这样仍然无法长期提供药物和光脉冲输送,控制装置也过于庞大复杂,依然不是特别适用。


为了实现缓慢无线药物输送,科学家必须解决药物蒸发带来的关键挑战,经过不懈努力,研究人员发明了一种带有可替换药筒的神经装置,它可以确保药物充足,允许神经科学家研究相同的大脑回路长达几个月之久。


这些“即插即用”的药筒被组装成一个由微流体通道和微型发光二极管(比盐粒还小)组成的柔软超薄探针(头发丝厚度)的小白鼠大脑植入物,可以无限剂量的给药,以及传输光脉冲。


通过智能手机上简单明了的用户界面,神经科学家可以轻松的将任意混合的药物或者光脉冲输送到目标动物体内,而无需再在实验室内进行物理操作了。

 韩国科学家开发出一种软性神经植入物,可通过手机控制


智能手机上简单明了的用户界面


另外,利用这些无线神经装置,研究人员还可以轻松的建立全自动的动物研究,比如其中一只动物的行为可能通过出发光脉冲信号,或者药物输送,从而影响到其他动物。


神经科学家以前从未实现的慢性化学和光学神经调节,现在能够实现了。这项研究由韩国国家研究基金会,美国国立卫生研究院,美国药物滥用研究所,以及 Mallinckrodt 公司资助。

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