現代版「暴雨梨花針」：破解大腦奧秘的最新科技

1月24日，麻省理工學院的一項發明獲得了廣泛的報道。由 Canan Dagdeviren 帶領的團隊 在 Science translational medicine 上發布最新的藥物注射儀器——MiNDS。

MiNDS的針頭像頭髮一樣細，可精確控制藥物量，如果加上電極還可以進行實時監控。MiNDS的最大優點是能把藥物直接輸送到目的地，從而大大降低了口服藥物帶來的副作用，這無疑將推動大腦相關疾病治療的改革。

圖 ： MIT 團隊

有趣的大腦

大腦是我們人體里最複雜的構造。主要包括腦幹、小腦與前腦三部分。

下面是一些和大腦相關的有趣信息：

1. 大腦感覺不到疼痛

大腦負責處理來自其他身體部位的信號，奇怪的是，它竟然無法感到疼痛。

2. 愛情的激素：多巴胺

它能產生一種開心，興奮，意亂情迷感覺。多巴胺是去甲腎上腺素生物合成的前體，是中樞性遞質之一，它可以增加心肌收縮力。

3. 黑質是調節運動的重要中樞

在中腦被蓋與大腦腳底之間有一大的灰質團塊是黑質，見於中腦全長。黑質細胞富含黑 色素，是腦內合成多巴胺的主要核團。

帕金森病應用前景

帕金森病是一種中樞神經系統變性疾病，主要是因位於中腦部位"黑質"中的細胞發生病理性改變後，多巴胺的合成減少，抑制乙醯膽鹼的功能降低，則乙醯膽鹼的興奮作用相對增強。兩者失衡的結果便出現了「震顫麻痹」。

美國每年大約由六萬人確診為帕金森疾病。相比女性，男性更容易患病。病人最突出的三大癥狀是， 運動障礙，震顫，還有強直。

美國研究帕金森最有名的當屬 邁克爾·J·福克斯（Michael J. Fox）基金，邁克爾是加拿大-美國演員、作家，曾五次獲得艾美獎和四次獲得金球獎，代表作為電影《回到未來》三部曲和電視劇《家族的誕生》《旋轉城市》。

邁克爾於1991年在只有二十九歲的時候被確診患上帕金森綜合症，並在98年公開病情，此後逐漸退出演藝圈。但此後他一直保持積極抗爭病魔的態度，並創立邁克爾·J·福克斯基金會，旨在促進對帕金森綜合症病理及治癒方法的研究。除此之外， 陳景潤、拳王阿里等名人都曾患有帕金森病。

迄今為止，帕金森的治療選擇分為兩類：

一．內科藥物治療：

1. 左旋多巴（Levodopa，L－DOPA）是經典不可替代的抗震顫麻痹葯；

2. 多巴胺激動劑 （ Dopamine agonist，往往和左旋多巴混合使用。

二、外科治療： 深部腦刺激（DBS）

MIT 這項發明的意義在於減少內科藥物的副作用。

口服神經系統藥物對大腦區域的作用往往沒有針對性。例如， 治療帕金森的左旋多巴和抑鬱症的氟西汀藥物，因為通過大腦，經常產生副作用。

直接用針管接觸特定大腦區域，如黑質，可以將藥物針對區域精確到立方毫米，實現直接治療。

器械實物，可見插管的纖細度。MiNDS 可以調節長度和針尖形狀。

局限性

研究團隊已經在老鼠和非人類靈長類動物上實現神經活動調節。然而MiNDS 仍然有很多可以改善的空間。將現用不鏽鋼材料改為非金屬材料可以提升兼容性。另外，在使用一個月後，電池要經常更換。電池的壽命很短，不利於長期使用。

和大腦相關的創新發明

據 Tech Crunch 報道， 伊隆·馬斯克（Elon Mask）的最新動作是將人類大腦和電腦連接起來。小說里的情景已經不再是童話，Neuralink 公司已經募集了 26.96 miilion(兩千七百萬美金)。

伊隆·馬斯克在最新的股東大會上將 Neuralink 列為排在 Tesla 和 SpaceX 之後最重要的項目。翻看Neuralink 的網站，公司已經開始招聘工程師和項目經理。

大熱電視劇的黑鏡第三季第二集中 Playtest 描述著未來大腦和機器連接玩遊戲的預警。如果一切成真，科技對人的大腦可以影響到什麼程度，換句話說， 哪些是真實，哪些是虛擬？想想，又激動又惶恐。

參考資料：

https://www.media.mit.edu/people/canand/overview/

http://news.mit.edu/2018/ultrathin-needle-can-deliver-drugs-directly-brain-0124

https://techcrunch.com/2017/08/25/elon-musks-brain-interface-startup-neuralink-files-27m-fundraise/

本期作者：韓瑋璐

德州大學醫學中心在讀博士，現在萊斯大學創業中心創業。對人工智慧，圖像處理，密切關注。

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