neurons-620x420  

瑞典卡羅林斯卡醫學院的科學家們,成功利用有機生物電子學建構了一個功能齊全的神經元。這種人造神經元不包含“活著的”部分,但能夠模仿人類神經細胞的功能,並且能夠與我們自身神經元以相同的方式進行溝通。

 

神經元以名為神經傳導物質的化學訊號進行彼此間的溝通。傳輸進來的化學訊號會被轉換成電子訊號沿著軸突輸送,最終再轉換成化學訊號送到其他神經元。

 

截自目前為止,主要用於神經元刺激的醫療技術都是基於電子的刺激而進行。然而,由卡羅林斯卡研究人員所研發出的新型生物電子設備已經能夠接收化學的訊號,然後再傳遞到活體神經元。這種活體神經元基本的訊號轉換功能(化學訊號─電子訊號─化學訊號)已經由人造神經所實現。

 

artificial-neuron    

 

“我們的人工神經元由導電聚合物製成,它的功能就像是人類的神經元。”首席研究員暨細胞微生物學教授Agneta Richter-Dahlfors表示。“人工神經元的傳感元件能感知化學訊號的變化,並將它轉化為電子訊號,這個電子訊號會在第二階段轉化並釋放化學訊號(神經傳導物質乙醯膽鹼),此現象可從人體神經細胞中觀測到。”

 

Richter-Dahlfors與她的團隊和在林雪坪大學(Linköping University)的同事合作,並將他們的研究結果以標題為“有機的電子仿生物神經能做到自動調節神經運作之功能(An organic electronic biomimetic neuron enables auto-regulated neuromodulation)”發表在《生物感測器和生物電子學》期刊上。這種定義為化學訊號─電子訊號─化學訊號之間轉換的神經基本功能已被實現,藉著連接可測量電流的酶基生物感測器和有機電離子幫浦而完成其基本功能。根據該研究結果表示,有機電子仿生神經在治療上的潛力包括透過模仿投射神經的功能而發送長程神經訊號。

 

artificial-neuron-communication  

 

該研究在預期針對神經疾病治療上的應用包括,以類神經化學訊號輔助或替換傳統的電子刺激。有機電子仿生神經原型將能夠精準地介入功能不正常的訊號發送路徑。未來,這或許能協助內科醫生繞過受損的神經細胞並恢復神經功能。

 

“接下來,我們希望把這種裝置小型化,使其能夠植入到人體內。”Agneta Richer-Dahlfors表示

 

我們預測,在未來,藉由引入無線通訊的概念,生物感測器可以代替成為身體的一部分,並能遠距離地觸發神經傳導物質的釋放。以自動調節感應傳遞或遠端控制,對未來神經疾病的研究和治療將會是全新且令人振奮的前景。

 

 

 

目前這設備的原型(如影片中所顯示)如手指尖一般的大小。相對於Richer-Dahlfors所設想的嚴謹計畫,我們能推測到該設備或類似之設備在未來將更進一步的微型化。成排細胞規模大小的人造神經將有如活體神經般地運作,並且能和活體神經進行溝通,還能植入大腦裡作為同步處理器和記憶體使用,而這同步大腦運作的植入器將會是至關重要的里程碑。

 

arrow
arrow
    文章標籤
    人造神經
    全站熱搜

    Azhih Raelian 發表在 痞客邦 留言(0) 人氣()