大腦植入物是人們在科幻電影中經(jīng)?？吹降膬?nèi)容之一，但是目前科學家能將這一情節(jié)轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實。最新研制的“大腦網(wǎng)眼結(jié)構(gòu)”能使《黑客帝國》中的科幻情節(jié)成為現(xiàn)實，并阻止人類大腦老化。

美國哈佛大學研究人員最新研制一種可注射性大腦網(wǎng)眼結(jié)構(gòu)，直接記錄大腦電信號的變化，甚至能探測到單個大腦細胞等級的變化。這種網(wǎng)眼探頭具有廣泛的應用，其中包括：腦-機界面、半機械動物，也能提供記憶和學習如何隨著老年癡呆癥等增齡性疾病產(chǎn)生的變化。

研究人員在對老鼠的測試實驗中，可注射性網(wǎng)眼探頭能夠制造一個最短暫的免疫響應，同時，網(wǎng)眼結(jié)構(gòu)與大腦組織融合在一起。通過添加刺激性電極，研究人員可獲得較高等級的反饋，克服隨著年齡增長產(chǎn)生的認知能力減退。

據(jù)悉，這項實驗的起草方案最初發(fā)布于2015年，描述一個超柔韌大腦網(wǎng)眼探頭通過一個注射器送達至特殊的大腦區(qū)域。該網(wǎng)眼結(jié)構(gòu)通過金屬線至襯墊的連接，記錄了大腦電信號。研究人員稱，雖然該探頭可能從來不需要被移除，并且作為一個終身植入物，如果不是程序問題，將它從大腦中移除是非常簡單的。

研究報告合著作者、美國哈佛大學化學教授查爾斯·利伯（Charles Lieber）稱，這種大腦網(wǎng)眼探頭可能精準地植入大腦，其性能類似于神經(jīng)組織，我們消除了當前所有其它探頭和醫(yī)學植入物的慢性免疫反應，它非常像身體組織中的“荊棘”。

利伯博士表示，這項研究開啟了未來研究的新機遇，例如：電子和人體細胞的共注射效應，在這里網(wǎng)眼電子植入物可以作為身體組織生長的一個腳手架，它們在再生醫(yī)學領(lǐng)域具有重要意義。

研究人員使用一種叫做“照相平印術(shù)”的技術(shù)制造大腦網(wǎng)眼結(jié)構(gòu)，它使用光學技術(shù)構(gòu)建該顯微結(jié)構(gòu)。網(wǎng)眼是由尼龍物質(zhì)構(gòu)成，這種高分子材料具有較高的耐熱性，具有廣泛的應用，例如：高溫燃料電池、顯示器，甚至用于軍事領(lǐng)域。

為了測量人體對網(wǎng)眼探頭的免疫響應，研究人員對老鼠大腦進行切片處理，對其進行橫截面和縱向切片。他們在實驗中不需要移除植入探頭，利伯博士表示，大多數(shù)情況下，通常需要傳統(tǒng)大腦探頭，該過程可能會導致一些關(guān)鍵性信息丟失。

當對老鼠大腦切片進行抗體染色處理，他們發(fā)現(xiàn)免疫反應非常低，大腦細胞結(jié)構(gòu)僅在幾周時間內(nèi)就恢復正常。研究人員認為，這并不是真實的免疫響應，該響應是由于大腦植入針狀物產(chǎn)生的損傷，并且這種損害隨著時間將變得更加惡化，該狀況通常出現(xiàn)在傳統(tǒng)大腦探頭中。

最低免疫響應可能支持網(wǎng)眼系統(tǒng)成為永久性植入物，利伯博士說：“依據(jù)過去和當前正在進行的研究，網(wǎng)眼狀探頭能夠持續(xù)一至兩年時間穩(wěn)定記錄和大腦組織建立刺激界面連接。然而，這一時期并不代表可預期的壽命，因為目前科學家正在驗證其長期使用的穩(wěn)定性。”

由于受到實驗老鼠2-3年壽命的限制，研究人員期望對壽命更長的哺乳動物進行實驗證實該網(wǎng)眼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，例如：恒河猴。目前這項研究正在進行之中。利伯博士稱，研究小組最新設計的網(wǎng)眼探頭存在大量電極和多點注射。

此外，我們下一步將在身體組織和器官中植入網(wǎng)眼電子裝置 ，例如：網(wǎng)眼記錄單個視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細胞，記錄脊髓以及肌肉組織的健康狀況，研究肌肉神經(jīng)接點的信號傳導等。

利伯博士說：“同時我們將開始研究網(wǎng)眼探頭的穩(wěn)定性，以及在阿爾茲海默癥和帕金森氏癥疾病模型中網(wǎng)眼電子的慢性免疫反應。我們將對非人類靈長目動物和人類臨床患者植入網(wǎng)眼電子裝置。”

他還表示，神經(jīng)科學研究的許多領(lǐng)域能受益于該技術(shù)的長期穩(wěn)定性，并有能力記錄單個神經(jīng)細胞的信號。此外，這項研究將受益于差不多所有涉及電子記錄或者刺激反應的臨床醫(yī)學應用。

利伯博士強調(diào)，網(wǎng)眼電子植入將對四肢癱瘓患者提供非常獨特的腦機接口，對于治療帕金森氏癥提供深度大腦刺激，并對神經(jīng)修復提供幫助。