發表在最新一期《科學》雜志上研究結果顯示,人類首次成功地在活體組織中培育出電極。
上述研究是由瑞典林雪平大學、隆德大學和哥德堡大學研究人員進行的,他們利用人體分子作為觸發器,首次成功地在活體組織中培育出電極,這為在生物體中形成完全集成的電子電路鋪平了道路。

將電子設備與生物組織聯系起來,對于了解復雜生物功能、對抗大腦疾病以及開發未來的人機界面非常重要。然而,與半導體工業并行發展的傳統生物電子學具有固定和靜態的設計,很難與活的生物信號系統相結合。
為彌合生物和技術之間的差距,研究人員最新開發了一種在活組織中制造柔軟、無底物、導電材料的方法。通過注入以酶作為“組裝分子”的凝膠,研究人員能夠在斑馬魚和藥用水蛭的組織中讓電極生長。報道稱,與身體物質的接觸會改變凝膠的結構并使其具有導電性,而其在注射前是不導電的,根據組織的不同,還可調整凝膠的成分更改導電過程。
在隆德大學進行的實驗中,研究團隊已成功地在斑馬魚的大腦、心臟和尾鰭以及藥用水蛭的神經組織周圍形成了電極。這些動物沒有受到注射凝膠的傷害,也沒有受到電極形成的影響。
對此,網友十分期待:“快點實現,我好往身體上插個U盤,現在記東西實在是太困難了!”
多家媒體報道,瑞典林雪平大學、隆德大學和哥德堡大學研究人員利用人體分子作為觸發器,首次成功地在活體組織中培育出電極。一時間,“科學家在大腦中培育出電極”成為網絡上熱議話題,這究竟是怎么回事?大腦中培育電極是什么?請看下文詳情。
科學家在大腦中培育出電極
近日,瑞典科學家團隊將一種含有酶作為“組裝分子”的凝膠,注射到斑馬魚和藥用水蛭體內,并由此觀察到,電極形成于斑馬魚的大腦、心臟和尾鰭,以及水蛭的神經組織周圍。
這些動物既沒有受到凝膠的傷害,也沒有受到電極的不利影響。該研究有望為將來神經系統疾病的治療鋪平道路。
此外,科幻小說中對生物腦/生物計算機的想象和描述,也有了一絲實現的苗頭。
在隆德大學進行的實驗中,一種含有酶的凝膠作為"組裝分子"被注入斑馬魚和水蛭。由此,科學家們觀察到,在斑馬魚的大腦、心臟和尾鰭以及水蛭的神經組織周圍形成了電極。這些動物既沒有受到凝膠的傷害,也沒有受到電極的不利影響。
"通過對化學成分的巧妙改變,我們能夠開發出被腦組織和免疫系統接受的電極。斑馬魚是研究大腦中有機電極的極佳模型,"隆德大學醫學院教授Roger Olsson解釋說。
大腦中培育電極是什么?
一般來說,需要植入物體來啟動體內的電路。毫不奇怪,該團隊花了幾年時間來開發這種凝膠,它需要正確的結構和成分才能在動物細胞中取得成功。
"與身體物質的接觸改變了凝膠的結構,使其具有導電性,而在注射前它并不具有導電性。"林雪平大學有機電子學實驗室(LOE)的博士研究員Xenofon Strakosas說:"根據不同的組織,我們還可以調整凝膠的成分,以使電氣過程進行。"
雖然這一切現在聽起來像科幻小說,但研究人員相信,從長遠來看,這條研究道路將在人體中看到完全的集成電路--這可能會改變神經系統治療的面貌。該團隊承認有"一系列的問題需要解決",但這項研究為生物電子學提供了一個新的視角。
"幾十年來,我們一直試圖創造出模仿生物學的電子產品,"LOE的教授Magnus Berggren說。"現在,我們讓生物學為我們創造電子器件"。
延伸閱讀:
西班牙科學家通過大腦植入電極技術讓一名盲人成功識別形狀和文字
根據西班牙《國家報》當地時間10月19日的報道,一項為盲人恢復部分視力的系統實驗近日在一名57歲的西班牙盲人婦女身上取得成效。借助這一系統,這名婦女能夠識別物體形狀和部分文字。
這一系統由西班牙瓦倫西亞大區埃爾切市米格爾·埃爾南德斯大學的科學家設計,該系統通過在大腦負責視覺的區域植入電極,使盲人能夠識別形狀和部分文字。這也是該技術首次試驗于盲人群體,研究人員目前仍在招募志愿者以試驗這一技術。
這項技術的關鍵在于將微型電極板植入盲人大腦負責視覺的區域,并通過人造視網膜將光對人眼的作用轉化為電的作用,從而激活大腦中的視覺功能。該技術與利用光遺傳學等現有的通過光技術恢復部分視力的方法有所不同,實驗過程中盲人的眼中未接收到任何光亮。