澳洲科学家在芯片上培育脑细胞，将来可以人造脑回路治疗神经疾病

医疗健康 2017-05-22 11:22 来源：36氪作者：阿祖

2017

05/22

11:22

36氪

作者：阿祖

医疗健康

在人工智能领域，模仿生物神经网络（特别是大脑）结构与功能的算法模型，被称之为人工神经网络。而这些算法得以运用还需要数据处理能力强大的芯片作为载体。

不过现在，貌似科学家们可以有新玩法了，既不需要模仿，也不需要载体，因为近日有报道称，澳大利亚科研人员在芯片上直接培育出了脑细胞。

这项报道源于相关科研人员在知名学术期刊Nano Letters上发表的论文，介绍了他们研发的新型装置。

通过在半导体芯片上构建磷化铟材料的纳米管支架，这种材料一般被用于LED和太阳能电池装置的制备，据称用在与脑细胞连接的领域还是第一次。将这些纳米管排列成方形网格，每个支架上放置约50个啮齿动物的脑细胞，随后对其进行培养观察。

而就像单个计算元件研究意义有限，在这个装置上，澳洲科学家不仅培植了脑细胞，还重建了这些神经细胞的回路。据称，这才是一直一来实验室探索正在面临的难题。

这项创新研究的作者，澳大利亚国立大学生物材料工程师Vini Gautam表示，他们希望通过这套装置，探索脑信号的处理过程。更基础一点的，甚至包括神经元的生长以及连接。因为实验室条件下，脑神经的连接往往具备比较大的随机性。然而在真是的大脑环境中，神经元的连接往往具备一定的导向性。而想要总结这种导向性的规律，就成了神经科学的根本问题。

Gautam介绍这次实验的关键性结论在于，他们此次的实验所观测到的神经元的连接并不是完全随机的，而是具备一定的取向性。（如头图所示）神经元突触在于其他神经元细胞连接时，生长方向在网格阵列中表现为直线生长。这就意味着，通过控制纳米管支架网格的走向，科学家们可以控制神经元细胞的连接取向了。通过对支架工具的合理运用，科学家们也将更有效地研究生物神经回路。

或许这样的装置让我们更容易联想到近来科技圈很火的“脑机”。而对于它的研究者而言，找出这种规律，可以掌握一种可能性，就是人造部分大脑神经回路。当病患的脑回路出现问题时，即可进行“硬件更换”，从而帮助治疗多种神经疾病。

来源：36氪作者：阿祖

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