科技日報北京11月5日電 （記者劉霞）美國康奈爾大學與新加坡南洋理工大學科學家聯(lián)合，在3日出版的《自然·電子學》雜志上發(fā)表研究論文稱，他們研制出一種比鹽粒還小的神經(jīng)植入物，能夠在活體動物體內(nèi)持續(xù)無線傳輸大腦活動數(shù)據(jù)，時間長達一年以上。
這款名為“微尺度光電無繩電極”（MOTE）的設(shè)備，長度約300微米，寬約70微米。它采用砷化鋁鎵半導(dǎo)體二極管，通過穿透腦組織的無害紅色與紅外激光束獲取能量。設(shè)備中的低噪聲放大器和光學編碼器，均采用日常微芯片中的成熟半導(dǎo)體技術(shù)制造，能夠?qū)⒋竽X電信號編碼為紅外光脈沖，以無線方式傳回。
研究團隊表示，據(jù)目前所知，這是全球最小的神經(jīng)植入設(shè)備，不僅能檢測大腦電活動，還能實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)傳輸。該設(shè)備采用脈沖位置調(diào)制編碼技術(shù)（與衛(wèi)星光通信技術(shù)相同），能以極低功耗實現(xiàn)高效光學數(shù)據(jù)傳輸。
團隊先在細胞培養(yǎng)環(huán)境中測試了MOTE的性能，隨后將其植入小鼠的桶狀皮層——處理胡須感覺信息的關(guān)鍵腦區(qū)。在長達一年的實驗中，植入物成功記錄了神經(jīng)元的電活動峰值以及更廣泛的突觸活動模式，而小鼠在此期間始終保持健康活躍。
團隊的目標是使設(shè)備足夠微小，以最大程度減少對腦組織的干擾，同時能以比成像系統(tǒng)更快的速度捕捉大腦活動，且無需對神經(jīng)元進行基因改造。MOTE的另一大優(yōu)勢在于，它能在核磁共振成像掃描期間同步采集大腦電信號，這對現(xiàn)有大多數(shù)植入設(shè)備而言難以實現(xiàn)。此外，該技術(shù)未來還可拓展應(yīng)用于脊髓等其他組織，甚至可與嵌入人造顱骨板的光電器件等創(chuàng)新技術(shù)結(jié)合使用。
