数字皮肤状传感器刺激脑细胞的触觉

触摸传感器技术的最新发展使我们更接近威廉·吉布森的《神经漫游者》中描绘的赛博朋克世界，在这个世界中，控制论增强是解决生物缺陷的常见方法。采用数字皮肤的形式，其功能与真实皮肤非常相似——它可以检测触摸并随着压力的增加产生越来越快的电脉冲——斯坦福大学的科学家们已经成功地利用这些脉冲来刺激小鼠大脑切片中的神经元活动。

尽管这项技术尚处于初期阶段，但它可能会成为生物学和技术之间不可避免的结合的媒人，从而导致创造出反应灵敏的假肢。基于柔性塑料的数字皮肤与其前身相比的主要优势在于，它的传感器产生对神经系统有意义的信号，这一壮举完全消除了外部处理器或计算机“翻译”触摸信息的需要。大脑去理解。

“我们的传感器现在与印刷的简单电子电路相结合。该电路允许我们的传感器产生可以与大脑交流的电脉冲，”斯坦福大学化学工程师鲍哲南教授说。“它们非常薄而柔韧，而且有弹性。所以你可以在你的皮肤上安装一个传感器，用它来检测心跳和血压等生命体征。”

该技术的主要推动力是一层柔韧的橡胶状聚合物，它与碳纳米管相结合并形成微小的金字塔形。当施加压力时，金字塔形变，顶部变平，改变流过金字塔的电流量，从而产生压力读数。下面是喷墨打印的振荡器，负责将可变电流转换为脉冲阵列。

鲍教授和她的团队证明了该技术可以可靠地与神经系统进行通信，方法是将其中继到蓝色 LED 并将其照射在小鼠大脑的一部分上，以使用一种称为光遗传学的技术激活潜在的神经元。光遗传学是神经学家使用的一种基于光的技术，用于使用光子激活和控制大脑中的细胞。

被照亮的细胞经过基因改造，通过在与来自蓝色 LED 的光子接触时表达光敏离子通道来响应这种类型的刺激。接下来，当团队测量大脑该区域内单个细胞的脉冲时，他们观察到触摸传感器产生的脉冲的清晰读数。

Bao 和她的团队选择了传递信号的光遗传学方法，因为它避免直接接触神经元，而使用电极直接向细胞传递电流可能会损坏细胞。

她仍然希望干细胞技术的进步最终可能为她的团队开发的传感器等技术产生光遗传学接口。

资料来源：英国广播公司

审核编辑 黄昊宇