腦機接口(BCI)是一種實驗性技術，可以僅用人的意念移動機器人肢體，有望改變癱瘓患者的生活。但在腦機接口從實驗室跨越到患者日常生活之前，仍然存在一個棘手的問題：如何引導身體與植入物長期共存。
“存在兩個主要挑戰(zhàn)，”匹茲堡大學斯旺森工程學院生物工程副教授、BIONIC 實驗室(生物集成光電神經(jīng)接口控制論)負責人 Takashi (TK) Kozai 說。其一，隨著時間的推移，電極周圍會形成疤痕組織，這使得信號到達最近神經(jīng)元的路徑變得復雜并抑制電壓。另一方面，性能存在很大差異。
“有時這些設備可以工作，有時則不能，”他說。
從工程學和神經(jīng)生物學的角度來看，克服這些挑戰(zhàn)將是一項艱巨的壯舉。幸運的是，Kozai 就住在兩者的交匯處。
他的項目的重點是更好地了解一種稱為少突膠質(zhì)細胞的特定細胞類型，他相信這種細胞類型可以在解決這種獨特的人類與機器困境中發(fā)揮關鍵作用。
少突膠質(zhì)細胞形成稱為髓磷脂的絕緣層，使大腦中的神經(jīng)連接更快、更流暢。如果沒有這種絕緣，剩下的就是一長串裸露的軸突，它們努力沿著鋸齒狀、迂回的路徑發(fā)送脈沖。Kozai 意識到，這種低效率不僅會導致速度減慢，而且還意味著這些神經(jīng)元必須比有髓鞘神經(jīng)元更加努力地工作，從而浪費了寶貴的能量。“所以少突膠質(zhì)細胞本質(zhì)上是節(jié)能者，”他說。
如果 Kozai 對少突膠質(zhì)細胞(他的研究專業(yè)中歷史上未被充分研究的細胞)的預感是正確的，那么這項工作可能會對許多衰弱疾病產(chǎn)生廣泛的影響。
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