對(duì)于有大腦或神經(jīng)問(wèn)題的患者來(lái)說(shuō),這一消息可能具有重要意義,萊斯大學(xué)的研究人員開(kāi)發(fā)了一種新材料,這種材料可用侵入性更小的方式刺激神經(jīng)組織,即使神經(jīng)信號(hào)已被切斷,也可再次流動(dòng)。這種新材料的應(yīng)用范圍將會(huì)十分廣泛。
萊斯大學(xué)的研究小組表示,已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種磁電材料,它可將磁場(chǎng)轉(zhuǎn)換為電場(chǎng)。醫(yī)生們一直在思考這種生物醫(yī)學(xué)材料是否能幫助有大腦和神經(jīng)問(wèn)題的患者,但之前的磁電實(shí)驗(yàn)很難讓神經(jīng)元對(duì)轉(zhuǎn)換后的電信號(hào)做出反應(yīng)。
研究論文的第一作者約書(shū)亞?陳在一份聲明中寫道:“能否創(chuàng)造一種像灰塵一樣細(xì)小的材料,只需將其撒在體內(nèi),就可以刺激大腦或神經(jīng)系統(tǒng)?考慮到這個(gè)問(wèn)題,我們認(rèn)為磁電材料是用于神經(jīng)刺激的理想候選者,因其會(huì)對(duì)磁場(chǎng)做出反應(yīng),很容易滲透到體內(nèi),并將磁場(chǎng)轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)——我們的神經(jīng)系統(tǒng)已在使用這一機(jī)制來(lái)傳遞信息”。
10月9日發(fā)布在《自然·材料》雜志上的這項(xiàng)研究,以老鼠作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象,激發(fā)其神經(jīng)元“恢復(fù)一項(xiàng)感覺(jué)反射”,并且盡管神經(jīng)已被切斷,仍成功允許神經(jīng)信號(hào)再次傳遞。此外,新材料將磁場(chǎng)轉(zhuǎn)換為電場(chǎng)的速度比以前的材料快120倍。
這種材料也非常微小——小到像一?;覊m。但這是一項(xiàng)復(fù)雜的工程;它由無(wú)機(jī)化合物鈦酸鉛鋯組成,夾在兩層特殊類型的金屬玻璃合金之間。然后研究人員將鉑、氧化鉿和氧化鋅堆疊在這個(gè)三明治層上。
萊斯大學(xué)神經(jīng)工程師、該研究的首席研究員雅各布?羅賓遜在聲明中表示:“為了制造這個(gè)小于200納米的薄層,團(tuán)隊(duì)付出了大量努力,才發(fā)現(xiàn)了這種特殊的屬性?!?/p>
以前磁電材料的電信號(hào)因強(qiáng)度太高,而無(wú)法被神經(jīng)元探測(cè)到;科學(xué)家們表示,新材料能夠產(chǎn)生神經(jīng)元可以接收的電信號(hào)。
該材料預(yù)示著未來(lái)注射可以精確刺激受損的神經(jīng),從而恢復(fù)運(yùn)動(dòng)和功能。除了生物醫(yī)學(xué)用途之外,研究人員預(yù)計(jì)這種磁電材料還可以潛在地應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、電子設(shè)備等領(lǐng)域。
“一旦發(fā)現(xiàn)一種或一類新材料,我認(rèn)為很難預(yù)測(cè)其所有潛在用途?!绷_賓遜說(shuō)。