韩国和美国的科学家团队发明了一种可以通过智能手机管理的微小脑植入物来控制神经回路的装置。
在自然生物医学工程出版中 ，研究人员表示，软神经植入物是第一种能够提供多种药物和彩色光的无线神经设备。该装置可以加快发现脑疾病的努力，例如帕金森氏症， 阿尔茨海默氏症， 成瘾，抑郁症和疼痛。
“无线神经设备能够实现以前从未实现的慢性化学和光学神经调节，”韩国高等科学技术研究所和科罗拉多大学博尔德分校的研究人员Raza Qazi说。
合着者 迈克尔Bruchas，在医学华盛顿大学医学院麻醉与疼痛医学和药理学教授说，这项技术将有助于研究人员在许多方面。
“它使我们能够更好地剖析神经回路的行为基础，以及大脑中特定的神经调节器如何以各种方式调节行为，”他说。“我们也渴望将该设备用于复杂的药理学研究，这可以帮助我们开发治疗疼痛，成瘾和情绪障碍的新疗法。”
该设备使用类似Lego的可替换药物盒和强大的蓝牙低能量，为特定的感兴趣的神经元提供药物和光。
研究人员表示，这项技术大大超过了传统的神经科学方法，这些方法通常涉及刚性金属管和光纤。除了由于与庞大设备的物理连接限制受试者的运动之外，它们相对刚性的结构导致软脑组织随时间的损伤，因此使它们不适合长期植入。尽管通过结合软探针和无线平台，一些努力已部分地减轻了不良组织反应，但先前的解决方案受限于它们不能长时间输送药物以及其庞大且复杂的控制设置。
为了实现慢性无线药物输送，科学家必须解决药物耗尽和蒸发的关键挑战。研究人员合作发明了神经装置，这可以让神经科学家在几个月内研究相同的大脑回路而不必担心药物耗尽。
这些“即插即用”药筒被组装成一个用于小鼠的大脑植入物，其具有柔软且超薄的探针，人类头发的厚度由微流体通道和小于一粒盐的微小LED组成，用于无限制的药物剂量和轻的交付。
该设备通过智能手机上优雅，简单的用户界面进行控制，可轻松触发任何植入目标动物的光和药物输送的任何特定组合或精确排序，而无需在实验室内。使用这些无线神经设备，研究人员还可以轻松设置全自动化动物研究，其中一只动物的行为可通过有条件地触发光和/或药物传递而对其他动物的行为产生正面或负面影响。
“这种革命性的设备是先进电子设计和强大的微纳米工程的结晶， ”KAIST电气工程教授Jae-Woong Jeong说。“我们有兴趣进一步开发这项技术，为临床应用制造脑植入物。”
位于韩国KAIST的Jeong集团的研究人员为可穿戴设备和可植入设备开发了软电子设备。西雅图Bruchas实验室的神经科学家研究控制压力，抑郁，成瘾，疼痛和其他神经精神疾病的大脑回路。工程师和神经科学家在三年的协同努力和数十次设计迭代导致了这种大脑植入物在自由移动的老鼠身上的成功验证。