“神经灰尘”可以追踪你体内的一切:检测健康状况

2016年08月10日 10:37 新浪科技 微博
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  文章来源:蝌蚪五线谱

  近年来,健身追踪器已变成了一种更加流行的可穿戴科技产品。不过,加州大学伯克利分校的工程师们将这个概念更推进了一步,开发出了极小的无线传感器用以检测人体内的健康状况。

  这些设备大约只有一粒灰尘大小,并将被植入人的体内。它们将在那里对组织、肌肉及神经进行实时检测。研究人员们在八月三日出版的《神经元》杂志上阐述了他们的发明。

这个植入物科技实时检测身体任何部位的神经或肌肉活动这个植入物科技实时检测身体任何部位的神经或肌肉活动

  不仅如此,这些传感器不仅并不需要使用电池而且可以用来刺激神经和肌肉。这将可能提供一种治疗如癫痫等失调疾病或激活人体免疫系统的途径。这个器件已被植入了大鼠的肌肉和末梢神经里,并采用超声来作为能量来源并读取收集到的数据。

  传感器已被缩小至一立方毫米,被称作“神经灰尘”,其中包含有一个压电晶体。这篇论文的作者解释说,这个晶体将人体外发射的超声震动转化为电力,用以驱动器件内一个微小的晶体管,而这个晶体管直接连在一根神经或肌肉纤维上。

  研究人员解释说,器件也可以被用来驱动假肢。

  纤维内的电压峰值引起电流回路和晶体震动的改变,这样使超声接收器(目前主要还是发出超声震动的源头)探测到的回声。既然超声科技在医院里非常普遍,并且超声震动可以穿透绝大部分的躯体,它看起来像是个自然而然的选择。

小鼠神经纤维上植入物的细节小鼠神经纤维上植入物的细节

  Michel Maharbiz是加州大学伯克利分校电子工程及计算机科学的副教授。作为论文的共同通讯作者,他在一份声明中说,“我认为神经灰尘的长远前景并不局限在神经和大脑中,而要广阔得多。”

  Maharbiz和同事及加州大学伯克利分校的神经科学家Jose Carmena共同领导了这项研究。他解释说,“采用体内遥测技术曾经是绝无可能的,因为无法将一个超小的物体放入很深的地方。但是现在,我可以拿起一个极小的物体,将它放入神经或器官、消化道或肌肉旁边,并读取数据。”

  为了测试他们的器件,Maharbiz和Caarmena采用每一百毫秒发出六个540纳秒超声脉冲以驱动传感器。这让他们可以持续从器件内读取实时数据。目前,实验还仅限于末梢神经和肌肉。但研究人员对于它们在大脑和中枢神经系统中也会起效很有信心。最终,它甚至会被用来控制假肢器械。

  “神经灰尘项目的初衷是描绘下一代脑机交流互动,并使其成为一项可行的临床科技。”神经科学研究生Ryan Neely说。“如果一位瘫痪患者希望控制一台电脑或一个机械臂,你可以将这个电极植入大脑,它在那能终身持续工作。”(蝌蚪君编译自redorbit,译者 老六)

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