各種神經(jīng)遞質(zhì)在大腦神經(jīng)元之間的信號(hào)傳遞過程中起著關(guān)鍵作用。如果神經(jīng)遞質(zhì)的濃度高于或低于正常值，就會(huì)引發(fā)各種腦部疾病，需要注射神經(jīng)遞質(zhì)進(jìn)行治療。因此，準(zhǔn)確測量神經(jīng)遞質(zhì)濃度對于調(diào)查病因或治療腦部疾病至關(guān)重要。
以前，神經(jīng)遞質(zhì)濃度是通過在大腦中插入 0.5 毫米腦脊液管來測量的。這種方法可能會(huì)損傷腦組織，并且連接到幾個(gè)大腦切片的管子會(huì)阻礙對特定片段中神經(jīng)遞質(zhì)的分析。此外，神經(jīng)遞質(zhì)與大腦活動(dòng)之間的相關(guān)性分析一直具有挑戰(zhàn)性，因?yàn)闊o法測量作為正常大腦活動(dòng)主要指標(biāo)的大腦信號(hào)。
由韓國科學(xué)技術(shù)研究院腦科學(xué)研究所的 Il-Joo Cho 博士(KIST，Seok-jin Yoon 院長)領(lǐng)導(dǎo)的研究小組宣布，他們已經(jīng)開發(fā)出一種微型多功能腦芯片，該芯片集成了用于提取的流體通道腦脊液、注射藥物的流體通道和測量腦信號(hào)的電極，以克服上述限制。
該研究團(tuán)隊(duì)此前曾在國際期刊上發(fā)表過一篇關(guān)于他們開發(fā)世界上第一個(gè)可以同時(shí)注射藥物和測量信號(hào)的腦芯片的文章。他們還集成了一個(gè)用于提取腦脊液的流體管，因?yàn)樗麄冋J(rèn)為這對分析大腦活動(dòng)和大腦信號(hào)至關(guān)重要。開發(fā)的芯片是目前商用腦脊液提取裝置的1/8大小，最大限度地減少了插入過程中對腦組織的損傷，并通過觀察神經(jīng)遞質(zhì)和腦信號(hào)來精確分析大腦活動(dòng)。此外，腦脊液通過小流體管在低壓下提取，以最大限度地減少因長期使用而發(fā)生的通道阻塞。
他們將多功能腦芯片插入活老鼠體內(nèi)，以提取其腦脊液并測量腦信號(hào)。將控制神經(jīng)活動(dòng)的物質(zhì)注射到小鼠體內(nèi)后，隨著時(shí)間的推移檢查神經(jīng)遞質(zhì)和大腦信號(hào)的變化，從多個(gè)方面驗(yàn)證該物質(zhì)的治療效果。因此，開發(fā)的腦芯片被確認(rèn)為一種新工具，可以潛在地驗(yàn)證用于治療腦疾病的藥物。
Il-Joo Cho 博士聲稱：“新的大腦芯片很小，但它可以同時(shí)執(zhí)行各種功能。它將有助于減少腦損傷和研究腦部疾病的原因和治療方法。我們希望我們開發(fā)的系統(tǒng)能夠應(yīng)用于各種腦部疾病模型動(dòng)物，有助于開發(fā)腦部疾病的治療方法。”
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