腦機(jī)接口(BCI)是一種實(shí)驗(yàn)性技術(shù)，可以僅用人的意念移動(dòng)機(jī)器人肢體，有望改變癱瘓患者的生活。但在腦機(jī)接口從實(shí)驗(yàn)室跨越到患者日常生活之前，仍然存在一個(gè)棘手的問題：如何引導(dǎo)身體與植入物長(zhǎng)期共存。
“存在兩個(gè)主要挑戰(zhàn)，”匹茲堡大學(xué)斯旺森工程學(xué)院生物工程副教授、BIONIC 實(shí)驗(yàn)室(生物集成光電神經(jīng)接口控制論)負(fù)責(zé)人 Takashi (TK) Kozai 說。其一，隨著時(shí)間的推移，電極周圍會(huì)形成疤痕組織，這使得信號(hào)到達(dá)最近神經(jīng)元的路徑變得復(fù)雜并抑制電壓。另一方面，性能存在很大差異。
“有時(shí)這些設(shè)備可以工作，有時(shí)則不能，”他說。
從工程學(xué)和神經(jīng)生物學(xué)的角度來看，克服這些挑戰(zhàn)將是一項(xiàng)艱巨的壯舉。幸運(yùn)的是，Kozai 就住在兩者的交匯處。
他的項(xiàng)目的重點(diǎn)是更好地了解一種稱為少突膠質(zhì)細(xì)胞的特定細(xì)胞類型，他相信這種細(xì)胞類型可以在解決這種獨(dú)特的人類與機(jī)器困境中發(fā)揮關(guān)鍵作用。
少突膠質(zhì)細(xì)胞形成稱為髓磷脂的絕緣層，使大腦中的神經(jīng)連接更快、更流暢。如果沒有這種絕緣，剩下的就是一長(zhǎng)串裸露的軸突，它們努力沿著鋸齒狀、迂回的路徑發(fā)送脈沖。Kozai 意識(shí)到，這種低效率不僅會(huì)導(dǎo)致速度減慢，而且還意味著這些神經(jīng)元必須比有髓鞘神經(jīng)元更加努力地工作，從而浪費(fèi)了寶貴的能量。“所以少突膠質(zhì)細(xì)胞本質(zhì)上是節(jié)能者，”他說。
如果 Kozai 對(duì)少突膠質(zhì)細(xì)胞(他的研究專業(yè)中歷史上未被充分研究的細(xì)胞)的預(yù)感是正確的，那么這項(xiàng)工作可能會(huì)對(duì)許多衰弱疾病產(chǎn)生廣泛的影響。
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