德國(guó)專家研發(fā)出一種新型生物感應(yīng)芯片

最近，德國(guó)科學(xué)家研發(fā)出一種新型生物感應(yīng)芯片，可以對(duì)生物體的神經(jīng)細(xì)胞受激反應(yīng)進(jìn)行模擬和數(shù)據(jù)分析，為研究神經(jīng)細(xì)胞、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和腦組織的生物功能開(kāi)創(chuàng)了新方法。

在一塊基片上集成多個(gè)微電極而形成陣列，把這樣的腦芯片（又稱多電極陣列），植入腦皮層，人們就可以通過(guò)芯片來(lái)讀取大腦中神經(jīng)元群體活動(dòng)的細(xì)節(jié)信息。所以，在應(yīng)用方面，電極陣列已經(jīng)成為神經(jīng)科學(xué)面向醫(yī)學(xué)應(yīng)用的接口。1999年美國(guó)學(xué)者查品等通過(guò)植埋于運(yùn)動(dòng)皮層中的腦芯片，使老鼠可以使用自己的意識(shí)來(lái)操縱機(jī)器，獲得食物獎(jiǎng)勵(lì)。2001年，成功的通過(guò)腦芯片讀取猴子運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元信息，從而使猴子能夠驅(qū)動(dòng)機(jī)械手臂運(yùn)動(dòng)。2002年實(shí)現(xiàn)了猴子不用手而是用思想（通過(guò)腦芯片）來(lái)移動(dòng)電腦屏幕上的鼠標(biāo)。2003美國(guó)醫(yī)生在盲人視覺(jué)皮層內(nèi)植入電極陣列，激活腦部的視皮層，視皮層不斷活動(dòng)，進(jìn)而產(chǎn)生視覺(jué)。癱瘓病人由于下傳神經(jīng)斷裂，下肢無(wú)法接受腦部信息，通過(guò)腦芯片刺激下肢神經(jīng)，使病人能夠再度控制下肢，恢復(fù)行走。

腦成像采用了現(xiàn)代物理學(xué)與生物化學(xué)原理，呈現(xiàn)大腦結(jié)構(gòu)和功能活動(dòng)的多種技術(shù)手段，目前包括正電子發(fā)射斷層掃描、功能性磁共振成像、腦電圖、腦磁圖、光學(xué)成像等技術(shù)，也包括傳統(tǒng)的X光放射影像和超聲影像技術(shù)。它作為認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)研究最為主要的技術(shù)手段，使人類有史以來(lái)第一次能直接觀察到大腦的心理過(guò)程和認(rèn)知活動(dòng)，有如研究腦功能的“顯微鏡”和“望遠(yuǎn)鏡”。

腦成像不但能反映腦的認(rèn)知過(guò)程和活動(dòng)部位，而且重點(diǎn)反映大腦網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)、直至全腦的功能機(jī)制，無(wú)創(chuàng)傷性，具有高度時(shí)間分辨率---時(shí)間分辨率達(dá)到毫秒級(jí)，和高度空間分辨率——目前已達(dá)到毫米水平。