巴斯大學的科學家們，已經(jīng)開發(fā)出了一款小到可以放在指尖的微小硅芯片。其特點是能夠?qū)崿F(xiàn)與人體中存在的生物神經(jīng)細胞“幾乎相同”的功能，為脊髓損傷和心力衰竭等患者提供了新的治療選擇。研究團隊稱，這種低功耗“細胞芯片”（cells-on-a-Chip）裝置可用于生物電子設備或植入物，以抵抗影響神經(jīng)系統(tǒng)的疾?。ū热绨柎暮Ｄ。?/span>

神經(jīng)細胞（或神經(jīng)元）遍布在整個大腦和神經(jīng)系統(tǒng)中，并通過細長臂來迅速發(fā)送電信號，從而將信息從大腦傳遞到身體（并返回）。

神經(jīng)細胞的信號傳導活動，涉及將機械 / 化學信號轉(zhuǎn)換為電信號的離子通道。鑒于神經(jīng)沖動的原理很是深奧復雜，使得研究人員難以搞清楚細胞對某些刺激的反應。

不過巴斯大學物理學家兼研究合著者 Alain Nogaret 在新聞稿中稱：“在此之前，神經(jīng)元都像黑匣子一樣。但我們設法打開了黑匣子，并進入到了它的內(nèi)部”。

其工作正在發(fā)生范式變化，因其提供了一種可靠的方法，來細微再現(xiàn)真實神經(jīng)元的電特性。

Alain Nogaret 教授（左）與 Kamal Abu Hassan 研究員（右）

有關這項研究的細節(jié)，已經(jīng)發(fā)表在《自然通訊》期刊上。論文中詳細介紹了突破性的技術，可在微型芯片上再現(xiàn)神經(jīng)元的電特性。

研究團隊成功復制了大腦中記憶和呼吸所需的單個神經(jīng)細胞（海馬神經(jīng)元 + 呼吸神經(jīng)元）。芯片具有許多合成離子通道，后者負責生物細胞中的電脈沖。

通過將之與大鼠海馬神經(jīng)元和腦干神經(jīng)元中發(fā)現(xiàn)的信號進行比較，研究團隊讓芯片接受了60種不同的刺激方案，并對相應狀況進行了建模。結果發(fā)現(xiàn)，芯片每次都能夠重現(xiàn)真實細胞中的響應。

需要指出的是，盡管這項研究展現(xiàn)了未來潛在的生物醫(yī)學植入物的前景，但作者指出，我們?nèi)孕杩紤]神經(jīng)細胞的其它特征。

該芯片的作用類似于單個細胞，但神經(jīng)細胞的分支臂（負責在細胞之間傳遞信號）仍相當復雜。

在后續(xù)研究中，團隊將嘗試在芯片基礎上構建一套完整的“生物神經(jīng)元動力學”模型，同時添加能夠描述分支活性特征的部分。

論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-019-13177-3

免責聲明：文章來源《微流控》-微信公眾號  以傳播知識、有益學習和研究為宗旨。 轉(zhuǎn)載僅供參考學習及傳遞有用信息，版權歸原作者所有，如侵犯權益，請聯(lián)系刪除。