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纳米探针成功用来记录神经元细胞电活动使机械人更接近现实《资讯》

发布时间:2020-08-17 11:59:16 阅读: 来源:止回阀厂家

07-05

作者:University of Surrey

多亏了哈佛大学的利伯研究小组以及萨里大学和延世大学的科学家,机械人或者科幻小说中所说的电子人可能更接近现实。

研究人员已经克服了制造可伸缩纳米探针阵列的艰巨任务,这些阵列的大小足以记录人体心脏细胞和初级神经元的内部工作。

从细胞中读取电活动的能力是许多生物医学过程的基础,如脑活动映射和神经修复。开发新的细胞内电生理学工具(细胞内运行的电流),在降低侵入性的同时,推动物理上可能的极限(时空分辨率),可以提供对细胞及其在组织中的网络的更深入了解,以及人机界面的新方向。

在Nature Nanotechnology发表的一篇论文中,来自萨里高级技术研究所(ATI)和哈佛大学的科学家们详细介绍了他们如何制作一组用于细胞内记录的超小型U形纳米线场效应晶体管探针。这个不可思议的小结构被用来清晰地记录初级神经元和其他电性细胞的内部活动,而且这个装置具有多通道记录的能力。

来自萨里大学ATI的赵云龙博士说:“如果我们的医疗专业人员要继续更好地了解我们的身体状况,帮助我们活得更长,那么我们必须继续推进现代科学的界限,以便为他们提供尽可能最好的工具来完成他们的工作。”为了实现这一点,人类和机器之间的交叉是不可避免的。

“我们的超小型、灵活的纳米线探针可能是一个非常强大的工具,因为它们可以测量细胞内信号,其振幅与采用膜片钳技术测量的信号相当;由于该设备具有可扩展性,因此它不会造成不适感,也不会对细胞造成致命伤害(例如细胞溶质扩张)。通过这项工作,我们发现了大小和曲率如何影响器件内部化和细胞内记录信号的明确证据。”

哈佛大学化学与化学生物学系的Charles Lieber教授说:“这项工作是解决将“合成”纳米级积木集成到芯片和晶片级阵列中的一般问题的重要一步,从而使我们能够解决可扩展的细胞内记录的长期挑战。

“科学之美对许多人来说,包括我们自己在内,正面临着推动假设和未来工作的挑战。从长远来看,我们看到这些探测技术的发展增强了我们的能力,最终推动了先进的高分辨率人机接口,也许最终实现了电子人。”

萨里大学的ATI主任拉维·席尔瓦教授说:“这项令人难以置信而又令人兴奋和雄心勃勃的工作说明了学术合作的价值。随着我们升级监测细胞的工具的可能性,这项工作为机器和人类界面奠定了基础,可以改善全世界的生活。”

赵云龙博士及其团队目前正在研究新型储能装置、电化学探测、生物电子装置、传感器和3D软电子系统。

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