北卡罗来纳州立大学的新型无线植入芯片可以帮助对抗阿尔茨海默氏症和帕金森氏症

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罗利 – 研究人员开发出一种无线供电的芯片，可以通过手术植入来读取神经信号，并用光和电流刺激大脑。该技术已在老鼠身上得到成功验证，旨在用作研究工具。

“我们的目标是创建一种研究工具，帮助我们更好地了解大脑不同区域的行为，特别是对各种形式的神经刺激的反应，”该论文的通讯作者、北卡罗来纳州立大学电气和计算机工程助理教授贾瑶瑶说。“这个工具将帮助我们回答基本问题，从而为治疗阿尔茨海默病或帕金森病等神经系统疾病铺平道路。”

新技术有两个特点使其有别于之前的最先进技术。

首先，它是完全无线的。研究人员可以通过施加电磁场为 5×3 平方毫米的芯片供电，该芯片带有集成的电源接收线圈。例如，在研究人员对实验室老鼠进行的测试中，电磁场环绕着每只老鼠的笼子——因此无论老鼠在做什么，设备都能完全供电。该芯片还能够无线发送和接收信息。

第二个特点是该芯片是三模的，也就是说它可以执行三种任务。

目前最先进的这种神经接口芯片可以做两件事：它们可以通过检测大脑目标区域的电变化来读取大脑目标区域的神经信号；它们可以通过向脑组织引入小电流来刺激大脑。

新芯片可以同时完成上述两项功能，但它也可以将光线照射到脑组织上，这一功能称为光刺激。但要使光刺激发挥作用，你必须首先对目标神经元进行基因改造，使它们对特定波长的光做出反应。

“当你使用电刺激时，你几乎无法控制电流的去向，”贾说。“但使用光刺激，你可以更精确，因为你只需要修改你想要瞄准的那些神经元，使它们对光敏感。这是神经科学中一个活跃的研究领域，但该领域缺乏向前发展所需的电子工具。这就是这项工作的意义所在。”

换句话说，通过帮助研究人员（从字面上）了解神经组织，新芯片将帮助他们（从象征意义上）了解大脑的工作方式。

该论文“三模无线植入式神经接口片上系统，”发表在杂志上 IEEE 生物医学电路与系统学报。该论文由伍斯特理工学院的 Ulkuhan Guler、佐治亚理工学院的 Yen-Pang Lai、密歇根州立大学的 Yan Gong、Arthur Weber 和 Wen Li 以及 Bionic Sciences Inc. 的 Maysam Ghovanloo 共同撰写。

这项工作得到了美国国家科学基金会 (NSF) 资助（拨款编号 2024486）。这项工作还得到了北卡罗来纳州立大学 NSF 资助的 ASSIST 中心（拨款编号 EEC-1160483）的支持。ASSIST 中心的使命是创建能够进行长期多模式感应的自供电可穿戴设备，而无需更换或充电电池。

原文来源： WRAL 技术线