植入「电子神经」，瘫痪小鼠也能踢球，鲍哲南团队成果登Nature子刊

植入一个电子神经，本来已经失去行动能力的老鼠居然直接踢了球。

这个故事现在发表在《自然》杂志的子期刊《自然生物医学工程》上该研究小组由中国著名科学家鲍哲南领导

而这样的人造神经，就像真的神经一样，是通过向器官传递生物神经信号来工作的。

该报的另一名记者李泰宇说:

这是首次通过仿生电子神经将神经信号传递到生物器官。

鲍哲南更直接地指出了它的潜力:它为更友好，更实用的可穿戴神经假体提供了理论基础。

人工神经用于恢复患鼠的自主运动。

事实上，临床上利用功能性电刺激帮助因神经损伤而丧失运动能力的患者进行康复治疗的情况并不少见。

问题是传统的神经康复设备离日常使用还有一段距离。

一方面，传统设备通常依赖外部计算机，功耗高，生物相容性差。

另一方面，如果你使用恒定强度的电脉冲刺激你的身体，可能会导致严重的肌肉收缩和不适。

可是，如果在刺激的开始和停止阶段使用电压斜坡，将需要额外的函数发生器，导致设备更加庞大。

因此，首尔大学和斯坦福大学的研究人员将目光投向了人工神经具体来说，研究人员提出了一种可拉伸的传出神经

SNEN可以绕过受损的神经，通过柔软的神经接口和可拉伸的电子系统重定向电生理信号，发送到肌肉，可以替代受损的神经功能。

在结构上，SNEN使用有机半导体纳米线作为人工突触，碳纳米管应变传感器作为人工肌肉的主轴。

也就是说，研究人员构建了一个人工本体感受器，在不借助外部计算机的情况下，向电子神经提供实时反馈。

人体内的本体感受器位于运动器官的感觉神经末梢，可以将运动产生的刺激信号转化为神经冲动，传递到中枢神经系统，从而稳定身体姿势，调节身体运动。

仿生输入动作电位信号将被输入到人工本体感受器，然后被传递到突触晶体管。

碳纳米管应变传感器检测肌肉应变，调节人工本体感受器的输出电压。

之后，模拟反馈控制的突触前电压脉冲将施加到人工突触晶体管的栅极，产生突触后放电的输出信号，刺激小鼠腿部肌肉。

这样，就像真正的神经一样，这些人工神经可以释放强度逐渐增加/减少的电信号。

此外，该器件的功耗仅为传统微处理器系统的1/150。

结果显示，植入这种人工神经的瘫痪小鼠成功恢复了腿部运动:它们在跑步机上行走和奔跑。

而且如开头所示，研究人员还安排了踢足球。

在本研究中，克服神经损伤的工程实践采用了神经形态学而不是生物医学技术。

这为改善相关疾病患者的生活质量开辟了新的途径。

研究团队

这项研究来自斯坦福大学鲍哲南教授和首尔国立大学李泰宇教授领导的国际团队。

鲍哲南是中国著名化学家，中国科学院外籍院士，美国国家工程院院士，美国文理学院院士他目前是斯坦福大学的化学工程教授

她在有机电子材料和器件领域的成就享誉世界，被公认为印刷有机电子和仿生有机电子的开创者和领导者。

李泰宇现任首尔大学化学与生物工程系材料科学与工程系教授，曾任斯坦福大学客座教授。

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