“神經(jīng)灰塵”可以追蹤你體內(nèi)的一切：檢測(cè)健康狀況

　　近年來(lái)，健身追蹤器已變成了一種更加流行的可穿戴科技產(chǎn)品。不過(guò)，加州大學(xué)伯克利分校的工程師們將這個(gè)概念更推進(jìn)了一步，開(kāi)發(fā)出了極小的無(wú)線(xiàn)傳感器用以檢測(cè)人體內(nèi)的健康狀況。

　　這些設(shè)備大約只有一?；覊m大小，并將被植入人的體內(nèi)。它們將在那里對(duì)組織、肌肉及神經(jīng)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)。研究人員們?cè)诎嗽氯粘霭娴摹渡窠?jīng)元》雜志上闡述了他們的發(fā)明。

　　這個(gè)植入物科技實(shí)時(shí)檢測(cè)身體任何部位的神經(jīng)或肌肉活動(dòng)　　不僅如此，這些傳感器不僅并不需要使用電池而且可以用來(lái)刺激神經(jīng)和肌肉。這將可能提供一種治療如癲癇等失調(diào)疾病或激活人體免疫系統(tǒng)的途徑。這個(gè)器件已被植入了大鼠的肌肉和末梢神經(jīng)里，并采用超聲來(lái)作為能量來(lái)源并讀取收集到的數(shù)據(jù)。

　　傳感器已被縮小至一立方毫米，被稱(chēng)作“神經(jīng)灰塵”，其中包含有一個(gè)壓電晶體。這篇論文的作者解釋說(shuō)，這個(gè)晶體將人體外發(fā)射的超聲震動(dòng)轉(zhuǎn)化為電力，用以驅(qū)動(dòng)器件內(nèi)一個(gè)微小的晶體管，而這個(gè)晶體管直接連在一根神經(jīng)或肌肉纖維上。

　　研究人員解釋說(shuō)，器件也可以被用來(lái)驅(qū)動(dòng)假肢。

　　纖維內(nèi)的電壓峰值引起電流回路和晶體震動(dòng)的改變，這樣使超聲接收器(目前主要還是發(fā)出超聲震動(dòng)的源頭)探測(cè)到的回聲。既然超聲科技在醫(yī)院里非常普遍，并且超聲震動(dòng)可以穿透絕大部分的軀體，它看起來(lái)像是個(gè)自然而然的選擇。

　　小鼠神經(jīng)纖維上植入物的細(xì)節(jié)　　Michel Maharbiz是加州大學(xué)伯克利分校電子工程及計(jì)算機(jī)科學(xué)的副教授。作為論文的共同通訊作者，他在一份聲明中說(shuō)，“我認(rèn)為神經(jīng)灰塵的長(zhǎng)遠(yuǎn)前景并不局限在神經(jīng)和大腦中，而要廣闊得多。”

　　Maharbiz和同事及加州大學(xué)伯克利分校的神經(jīng)科學(xué)家Jose Carmena共同領(lǐng)導(dǎo)了這項(xiàng)研究。他解釋說(shuō)，“采用體內(nèi)遙測(cè)技術(shù)曾經(jīng)是絕無(wú)可能的，因?yàn)闊o(wú)法將一個(gè)超小的物體放入很深的地方。但是現(xiàn)在，我可以拿起一個(gè)極小的物體，將它放入神經(jīng)或器官、消化道或肌肉旁邊，并讀取數(shù)據(jù)。”

　　為了測(cè)試他們的器件，Maharbiz和Caarmena采用每一百毫秒發(fā)出六個(gè)540納秒超聲脈沖以驅(qū)動(dòng)傳感器。這讓他們可以持續(xù)從器件內(nèi)讀取實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。目前，實(shí)驗(yàn)還僅限于末梢神經(jīng)和肌肉。但研究人員對(duì)于它們?cè)诖竽X和中樞神經(jīng)系統(tǒng)中也會(huì)起效很有信心。最終，它甚至?xí)挥脕?lái)控制假肢器械。

　　“神經(jīng)灰塵項(xiàng)目的初衷是描繪下一代腦機(jī)交流互動(dòng)，并使其成為一項(xiàng)可行的臨床科技。”神經(jīng)科學(xué)研究生Ryan Neely說(shuō)。“如果一位癱瘓患者希望控制一臺(tái)電腦或一個(gè)機(jī)械臂，你可以將這個(gè)電極植入大腦，它在那能終身持續(xù)工作。”