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英研仿生神經元晶片 盼治癱瘓腦退化

【明報專訊】英國巴斯大學(University of Bath)的學者早前研發出「仿生神經元」晶片(圖),能夠模仿真正大腦神經細胞般傳遞信號到其他神經細胞、肌肉及器官。這技術有望用於治療癱瘓病人、醫治阿茲海默症這類腦退化病症等,甚至把思想連接到機器。帶領研究的學者形容這次突破是「打開並窺看神經元細胞這個『黑盒』」。

有望修復傳遞信號功能

製造出能夠回應神經系統電流信號的人工神經細胞是醫學界一大目標,但面對着設計電路和找出令電路表現得像真正神經元的參數等挑戰。巴斯大學物理學教授諾加雷(Alain Nogaret)說:「目前為止神經元細胞就像黑盒,但我們可能可以打開和窺視黑盒內部。」

這次學者透過收集老鼠的兩種神經細胞數據開發程式,包括來自關於記憶與學習的海馬體(hippocampus),以及涉及潛意識控制呼吸的神經細胞。他們結合數學、運算和晶片設計,複製真正神經元細胞迴路自然運作的方式,研究出的人工神細胞為一塊只需140納瓦(nanoWatts)電力驅動的微型矽晶片,重現傳遞信號的發射模式的準確度達94%。

學者稱他們現可基於真正的神經細胞例如大腦、脊髓或是周邊神經系統 (Peripheral nervous system)較遠區域的皮膚感覺神經元,製造出各種仿生神經細胞。這項研究成果為修復各種因退化性疾病而失去的神經元提供可能性,例如治療心臟衰竭、阿茲海默症等。

仿生神經細胞晶片首項應用範疇將會是治療心臟衰竭,諾加雷表示他們正利用仿生神經元晶片開發心臟起搏器。研究員以實驗室動物的測試顯示,仿生神經細胞晶片刺激心臟效率較傳統心臟起搏器更高。

研究結果周二(3日)發表於《自然通訊》(Nature Communications)期刊。

(BBC/衛報/金融時報)

相關字詞﹕《自然通訊》(nature communications) 阿茲海默症 巴斯大學 仿生神經細胞晶片 癱瘓 英國

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