黑客帝國中的大腦植入物成真，或將阻止大腦衰老

圖中是《黑客帝國》中的劇情內容，笨重的數據連接將人們的大腦與計算機連接在一起。

在老鼠實驗中，注射性探頭可產生短暫的免疫響應，通過添加刺激性電極，網眼結構和大腦結構能夠與探頭融合在一起。研究人員能夠獲得反饋信息，克服年齡增長產生的認知能力減退。

圖B是網眼電子技術的原理圖，獨立網眼電子結構漂浮在水性溶液中，可以裝在一個玻璃針中。圖C是網眼電子物注入老鼠大腦，部分網眼結構下垂進入老鼠大腦。

根據外國媒體的報道，腦植入是人們在科幻電影中看到的最常見的東西之一，但是現在科學家可以把它翻譯成現實。「腦網」的最新發展可以使黑客帝國中的科幻小說成為現實，阻止人類大腦老化。

美國哈佛大學的研究人員最近開發了一種可注射的大腦網狀物，它可以直接記錄大腦電信號的變化，甚至可以檢測到單個腦細胞的變化。這個網狀探測器有廣泛的應用範圍，包括:腦-計算機介面，機械動物，也可以提供記憶和學習如何老年性疾病如阿爾茨海默病的改變。

在對老鼠的實驗中，可注射的網狀探針能夠產生最短暫的免疫反應，而網狀細胞則與腦組織融合在一起。通過增加刺激電極，研究人員可以獲得更高水平的反饋，以克服隨著年齡增長而產生的認知能力下降。

該項目最初發表於2015年，描述了一種超級靈活的大腦網格，可以通過注射器將其輸送到特定的大腦區域。這個網狀物通過電線連接到一個墊子上，在大腦中記錄電信號。研究人員說，雖然探針可能永遠不需要被移除，並且作為終生植入物，但如果它不是一個程序上的問題，它很容易將它從大腦中移除。

研究報告的合著者，哈佛大學化學教授查爾斯(查爾斯Lieber)說，大腦的網狀探測器可以精確地植入大腦，它的表現類似於神經組織，我們消除了所有其他的電流探針和醫學植入慢性免疫反應，它就像身體組織的刺一樣。

博士說，這項研究為未來的研究開闢了一個新的機會，例如:電子和人體細胞被注射了作用，網路電子植入物可以作為組織生長的支架，這在再生醫學領域具有重要的意義。

研究人員使用一種叫做「照相平版法」的技術來製造大腦的網狀結構，這種結構利用光學技術來構建顯微組織。該網由尼龍材料組成，具有很高的耐熱性，並具有廣泛的應用，如高溫燃料電池、顯示器、甚至軍事領域。

為了測量人體對網狀探針的免疫反應，研究人員將老鼠的大腦切片，並將其切片和垂直切片。Liber博士說，他們不需要在實驗中移除植入物，在大多數情況下，傳統的大腦探測器通常是需要的，而這個過程可能會導致關鍵信息的丟失。

圖D是大腦組織中網眼狀電子植入物的水平面(黃色平面)和矢狀面(綠色平面)；圖E是網眼狀電子植入物和大腦組織的介面界面(左側是橫切面)，以及柔韌薄膜技術和大腦組織(右側是橫切面)。網眼狀植入物和柔韌薄膜是圖中藍色部分，神經細胞是紫色部分，神經膠質細胞是黃色部分。

為了測量探頭導致的免疫響應，研究人員對實驗老鼠大腦進行了橫切面和縱向切片處理，圖中是網眼電子植入技術和柔韌薄膜探頭技術的大腦切片成像(頂部)。圖像拍攝於不同時間：兩周(圖左)、四周（圖中）和植入後三個月（圖右），組織切片被標註為洋紅色，從而突出小神經膠質細胞（一種大腦細胞類型），網眼狀電子植入物標註為藍色。

計算機斷層掃描（3D X射線）成像老鼠大腦中兩個不同網眼狀電子植入物，藍色網眼線代表10個隨機選擇位置每個網眼結構的測量直徑，圖B是較大的網眼結構。

研究報告合著作者查爾斯__利伯博士稱，這種網眼狀電子植入物對四肢癱瘓患者提供非常獨特的腦機介面，對於治療帕金森氏症提供深度大腦刺激，並對神經修復提供幫助。

當老鼠的大腦切片染色時，他們發現，免疫反應非常低，以至於大腦的細胞結構在幾周內就恢復正常了。研究人員認為這並不是對免疫反應的正確反應，而是由於大腦植入針損傷，隨著時間的推移，損傷會變得更嚴重，這種情況通常會出現在大腦的傳統探針中。

最小的免疫反應可能會成為永久性的植入支持網路系統，」他說:「根據過去和目前正在進行的研究，網狀形態探測器可以持續1到2年的時間來穩定記錄，併產生大腦組織介面連接的刺激。然而，這一時期並不代表可預測的生命，因為科學家們已經證實了其長期使用的穩定性。」

由於老鼠的壽命為2-3年，研究人員希望能對長時間的哺乳動物進行實驗，以證實網狀物的穩定性，如恆河猴。研究正在進行中。Liber博士說，該小組的新設計的網狀探測器有大量的電極和更多的注射。

此外，我們的下一步將被植入人體組織和器官，網狀電子設備，如網狀記錄單個視網膜神經節細胞，記錄脊髓和肌肉組織的健康神經肌肉接點的信號傳導的神經肌肉接點等。

Leber博士說:「同時，我們將開始研究探針網的穩定性，以及在阿爾茨海默氏症和帕金森症模型中，電子慢性免疫反應。」我們將對非人類的靈長類動物和人類臨床病人植入網狀電子設備。」

他還說，神經科學研究的許多領域可以從這項技術的長期穩定性中受益，並有能力記錄單個神經細胞的信號。此外，該研究還將受益於幾乎所有涉及電子記錄或刺激反應的臨床應用。

他強調說，電子植入物將為患有四肢癱瘓的腦機介面提供一個非常獨特的功能，為治療帕金森症提供深部腦刺激，並為神經修復提供幫助。

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