《大脑植入物可减轻情绪障碍》

  • 来源专题:脑科学与类脑研究
  • 编译者: 苑亚坤
  • 发布时间:2023-11-08
  • 释放电脉冲以调整某个人感情和行为的大脑植入物首次在人群中接受测试。由美国军队研究机构——国防部先进研究项目局(DARPA)资助的两个团队已开始进行针对闭环大脑植入物的初步试验。这些植入物利用算法探测同情绪障碍相关的模式,可在没有医生干预的情况下电击大脑并使其重回健康状态。

    这项日前在华盛顿举行的神经科学学会(SfN)上得以展示的研究或许最终可为治疗若干种抵抗现有疗法的严重精神疾病提供了一种方法。同时,它也提出了棘手的伦理问题,尤其是因为该技术可在一定程度上让研究人员实时获取某个人的内心感受。

相关报告
  • 《麻省理工用3D技术打印出柔软的橡胶状大脑植入物》

    • 来源专题:数控机床——前沿技术
    • 编译者:icad
    • 发布时间:2020-03-31
    • 麻省理工学院的工程师正在研发一种柔软、灵活的神经植入物,这种植入物可以轻柔地顺应大脑的轮廓,并在较长时间内监测大脑活动,而不会损害周围的组织。这种可弯曲的电子设备可以替代现有的金属电极,用于监测大脑活动,也可以用于刺激神经区域的大脑植入物,以缓解癫痫、帕金森病和严重抑郁症的症状。 机械工程和土木与环境工程教授赵宣和(音)领导的研究小组,开发出一种3d打印神经探头的方法。 这种设备是由一种导电的聚合物或软塑料制成的。研究小组将这种类似液体的导电聚合物溶液转变成一种更像粘性牙膏的物质,然后将这种物质注入传统的3d打印机中,制造出稳定的导电图案。 研究小组打印了一些软电子设备,其中包括一个小的橡胶电极,他们将其植入老鼠的大脑。当老鼠在一个受控的环境中自由移动时,神经探头能够从单个神经元捕捉到活动。监测这种活动可以为科学家提供大脑活动的高分辨率图像,并有助于为各种神经障碍量身定做治疗方法和长期的大脑植入物。 “我们希望通过展示这个概念证明,人们可以快速地使用这项技术来制造不同的设备,”研究小组的Hyunwoo Yuk说。“他们可以改变设计,运行打印代码,并在30分钟内生成一个新的设计。希望这将简化神经接口的开发,令神经接口完全由软材料制成。” 该团队在《自然通讯》杂志上发表了他们的研究结果。他们的合著者包括江西科技师范大学的陆宝阳(音)和徐景坤(音),以及浙江大学医学院的沈林(音)和罗建红(音)。
  • 《Nature | 植入物粘性界面降低免疫细胞浸润和纤维化》

    • 编译者:李康音
    • 发布时间:2024-05-26
    • 2024年5月22日,麻省理工学院Xuanhe Zhao、Hyunwoo Yuk共同通讯在Nature发表题为Adhesive anti-fibrotic interfaces on diverse organs的文章,报道了一种可以缓解植入物-组织界面纤维包膜的形成的策略,即添加植入物和目标组织之间的粘合界面(adhesive interface)以减少炎症细胞的浸润,从而减少胶原沉积和纤维包膜的形成。 研究人员开发的粘合剂层由共价交联的聚(丙烯酸)N-羟基琥珀酰亚胺酯和物理交联的聚乙烯醇的互穿(interpenetrating)网络组成。这些粘合剂植入物被植入大鼠、小鼠和猪模型的不同器官,包括腹壁、结肠、胃、肺和心脏。组织学分析显示,在植入后12周内,粘合剂-植入物-组织界面在各个器官上都没有表现出可观察到的纤维包膜形成。相反,如传统植入物所预期的那样,在非粘性植入物-组织界面处观察到大量纤维包膜形成。 免疫荧光染色和定量分析表明,在植入后的不同时间点,与非粘附界面相比,粘附植入物-组织界面处的成纤维细胞、中性粒细胞、巨噬细胞和T细胞显著减少。免疫细胞相关基因和细胞因子的qPCR分析和Luminex定量进一步支持炎症反应的减少和粘附界面炎症的快速解决。有趣的是,粘合剂界面在植入后第3天诱导了强烈的促炎性中性粒细胞反应,到第7天迅速消退。RNA测序分析显示,粘附界面和非粘附界面之间存在不同的转录组学特征,非粘附界面中富含纤维化相关过程,植入后第14天粘附界面中富集血管系统形成、神经发生和增殖相关基因。 在免疫活性C57BL/6小鼠、HuCD34-NCG人源化小鼠和猪等动物模型中,作者进一步验证了粘附界面的抗纤维化特性。组织学分析一致表明,在这些模型中,在粘合剂-植入物-组织界面处没有观察到纤维包膜形成。值得注意的是,研究人员在大鼠模型中展示了通过具有粘性界面的植入式电极在12周内实现的长期双向电通信。具有粘性界面的电极与心脏保持稳定的结合,并具有一致的电生理记录和刺激能力,而具有非粘性界面的电极由于纤维包膜的形成而表现出逐渐的信号恶化和心脏起搏失败。 总之,这项研究发现的利用粘合剂界面减少炎症细胞浸润和减轻纤维包膜形成的能力,为长期抗纤维化植入物组织界面提供了一种有前景的策略。这些发现为植入物与组织的相互作用以及在生物医学设备、组织工程和再生医学等各个领域的潜在应用提供了宝贵的见解。