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        “半機械人”大腦電極有望幫助癱瘓者再次行走

        2022-10-16 12:37:56 來源:

          

          網易科技訊2月23日消息,據國外媒體報道,美國的一個研究人員團隊利用玻璃碳而非常用的鉑打造出信噪比提升兩倍、光滑度提升10倍的電極。這種電極很適合用于腦機接口,可能能夠用于幫助遭受神經退行性疾病的病人和假肢使用者。

          腦機接口(BCI)正變得越來越先進,這主要得益于提高我們對大腦運作方式的理解的研究。腦機接口讓人類的想法能夠轉化成機器指令。這給那些遭受神經退行性疾病的病患和需要使用假肢的人帶來了希望。

          盡管腦機接口如今相當先進,但它們仍然主要依靠置于大腦表面的可植入芯片和電極來從名為神經遞質的大腦化學物質來接收和傳輸信號?,F在的一流電極用薄膜鉑制成,時間一長很容易出現腐蝕。感覺運動神經工程中心(CSNE)——圣地亞哥州立大學、華盛頓大學和麻省理工學院聯手成立的組織——正致力于研究大幅改進該項技術。他們的研究成果刊登在Nature旗下期刊《科學報告》上。

          

        brain-computer

          由CSNE副主任薩姆·卡塞格內(Sam Kassegne)領頭的研究人員用一種名為“玻璃碳”的碳開發出了電極,而不是使用鉑??ㄈ駜认蚴サ貋喐缰萘⒋髮W表示,“玻璃碳在直接從神經遞質讀取信號上的效果要好很多。你可以將信噪比提升兩倍之多。信號會清晰得多,更容易解讀。”此外,由于玻璃碳比顆粒狀的薄膜鉑光滑10倍,電刺激腐蝕它的速度要更加緩慢。這種材料的耐受性也好于鉑以及其它任何用于電極的材料。

          研究人員認為,玻璃碳遠不止是能夠改進大腦信號傳輸。他們還使用玻璃碳制成的、經過改進的腦機接口,來同時在大腦皮質表層旁邊和從大腦內部記錄神經信號。“如果你從大腦更深的位置記錄,你就能夠從單一的神經元記錄。”研究人員艾麗莎·卡斯塔格諾拉(Elisa Castagnola)解釋道,“在大腦表面上,你可以從神經元群記錄信號。這可讓你更好地理解復雜的大腦信號傳送機制。”

          另一個潛在的應用甚至更有前景??ㄈ駜葘嶒炇业膶W生Mieko Hirabayashi正在探索利用玻璃碳技術使得脊髓神經細胞生長,從而替代受損的組織的可能性。Mieko Hirabayashi正對老鼠進行試驗,看看這種神經生長能否通過精準的電刺激來激發。如果新型的玻璃碳電極沒有出現,Mieko Hirabayashi就無法從神經遞質刺激和解讀電信號,甚至無法輕松檢測出神經遞質。

          隨著現有的腦機接口技術不斷取得成果,不難想象未來人類和機器可能能夠真正實現融合。像CSNE的研究這樣的進展正拉近我們與這樣的未來的距離。(樂邦)

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