想象一下,一种无需通过手术打开患者头骨,仅需手臂简单注射即可植入的脑部设备。
麻省理工学院研究人员正在开发微型无线电子芯片,这些芯片可随血液流动并自我植入大脑的特定目标区域。在实验室小鼠研究中,研究团队发现这些芯片——每枚长度仅为一粒米的十亿分之一——确实能在无人工引导的情况下识别并迁移至特定脑区。
研究人员表示,芯片一旦就位,即可提供电刺激治疗,此类技术目前已被用于治疗帕金森病、多发性硬化症、癫痫及抑郁症等疾病。
麻省理工学院媒体实验室及神经生物工程中心副教授、资深研究员德布莉娜·萨卡尔表示:“我们这些微型电子设备与神经元无缝整合,与脑细胞共生共存,创造出独特的脑机共生关系。我们正全力推进这项技术,用于治疗药物或常规疗法失效的神经疾病,以减轻人类痛苦,并展望一个超越疾病与生物局限的未来。”
研究人员指出,这些微型芯片在注射前已与活体生物细胞集成,这使其免受人体免疫系统攻击,并能无害地穿越血脑屏障。萨卡尔解释道:“我们的细胞-电子混合体将电子设备的多功能性与活体细胞的生物运输及生化感测能力相融合。活体细胞为电子元件提供伪装,避免免疫系统攻击,使其能顺畅通过血液流动。这也使它们无需侵入性操作即可挤过完整的血脑屏障。”
研究团队强调,传统脑部植入手术通常需花费数十万美元医疗费用,更不必说伴随脑部手术的风险。在小鼠实验中,团队证实这些芯片可通过深度脑部电刺激(亦称神经调节)帮助减轻脑部炎症。
但研究人员表示,根据不同治疗病症,可选用不同类型细胞靶向大脑特定区域。萨卡尔指出:“这是一项平台技术,可用于治疗多种脑部疾病和精神疾病。此外,该技术不仅限于大脑,未来还可扩展至人体其他部位。”由于芯片体积极小,研究人员称其比传统脑植入设备提供更高精度。当芯片抵达目标位置后,医生将使用电磁波为其供电,激活对神经元的电刺激。
这项新小鼠研究已于本周三发表在《自然-生物技术》杂志上。
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