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神经元与硅纳米线形成连接

神经元与硅纳米线形成连接

作者:衡耄  时间:2017-03-03 01:05:11  人气:

作者:Mason Inman(图片来源:Charles Lieber)硅纳米线与个体神经元相连,产生“人工突触”,类似于脑细胞之间自然形成的链接这一发展可以证明是创造先进神经修复术的重要一步 - 这些装置允许人们用他们的思想来控制计算机或机器人肢体神经元已经在硅芯片上生长了一段时间但人工电极比神经元大得多,这阻止了研究人员监测或触发个体神经元活动然而,纳米线要小得多因此,位于美国马萨诸塞州剑桥的哈佛大学的查尔斯利伯及其同事制造了一种芯片,其表面上有20纳米宽的硅线在芯片顶部,他们生长了大鼠神经元,其中包括轴突,相对较长的投射,将信号传输到其他细胞,树突,较短的延伸,接收信号轴突和树突形成与纳米线的连接 - 每个神经元超过50个连接这些连接大约是自然突触的大小研究人员能够在通过单个轴突时观察信号,并通过用电脉冲刺激轴突来停止或增强信号他们现在正在构建更大的纳米线阵列,他们希望在这些纳米线上建立神经元网络美国加利福尼亚大学伯克利分校的生物工程师Jose Carmena说,这将“大大有助于澄清神经元如何处理信息的机制”,他没有参与这项研究 Carmena说,该团队仍然必须实现从开发细胞培养物到生产可以植入活体动物的设备的飞跃到目前为止,利伯的小组已经能够保持细胞存活并在纳米线上射击大约10天这项工作有朝一日可以帮助瘫痪的人电极已被植入一些瘫痪的人的大脑中,这使得他们能够控制诸如计算机光标和机器人手臂之类的装置(参见克服瘫痪是一种心理问题)然而,这些设备测量来自神经元组的信号,并且只能采集大脑活动的一小部分 “他们是惊人的进步,但它仍然非常粗糙,”利伯说 “电极只是在那里戳,整个细胞的规模如果你真的可以开始以大脑本身的方式与神经元进行交流,那么你将能够做更多的事情“这将使研究人员能够将更广泛的思维过程转化为电信号,帮助人们瘫痪他说,更多的动作和给予神经科学家关于大脑如何工作的更多信息利伯还对将神经元连接到电子设备,创建可能导致新型生物计算机的混合系统感兴趣他和他的同事将一个神经元连接到他们的硅纳米线上,创建了一个简单的电路,充当逻辑门,这是计算机的基本构建块 “这些系统将充分利用生物系统的优势及其增长互连的能力,以及更快速的纳米电子设备的功能,”利伯说期刊参考:科学(第313卷,