現實版黑客帝國，新型纖維有望植入人腦治癒疾病

曾經，它是科幻小説中人們夢寐以求的聖盃——一個能接通人腦與計算機的接口。
如今，麻省理工的研究者找到了一種比頭髮絲還細的纖維，成功實現了夙願。

據這羣研究人員説，利用電子顯示器連續監測各種攝入的反應，他們牛掰的系統可以直接把光信號和藥物送進我們的大腦。


MIT 材料科學與工程學院的副教授波林娜·安妮科娃 (Polina Anikeeva) 説：「我們正努力構建神經接口，讓電腦能以一種比此前的設備更為有機的方式與人腦進行互動。」
人類的大腦紛繁複雜，這讓腦研究頗具挑戰，一方面是腦研究規模龐大，另一方面也因為腦部活動同時採用了多種傳輸方法讓腦研究難以用單一的方法進行控制。

傳統的神經探頭只能記錄單一的信號，這限制了我們對某些時點上大腦所衍生信息的攫取能力。

現在，MIT 的研究團隊找到了一種方法改變這一現狀。

他們將新型纖維加工技術（MIT 材料科學方面的教授 Yoel Fink 及其研發團隊最新成果）融入光子學和其他應用中，聚合成一種「柔軟又靈活，看起來就像天然的神經」的新型纖維。有別於當前市面上由金屬、半導體以及玻璃製成的用來記錄和刺激神經的設備，新纖維集合了神經組織的特點，在不破壞周圍微組織的前提下，這類纖維在人體內可以停留更長時間。利用這種比頭髮絲還細的複雜纖維，研究人員已經創建了一個系統直接將光信號和藥物送入大腦，並用電子顯示器連續監測各類攝入的影響。

這種輸送技術的關鍵是在纖維中設置好的信道內製作一個大規模的版本，我們稱之為預製品：利用光波導鋪設輕質的空心管以傳送藥物，利用能導電的電極來傳輸電信號。
最初，這種高分子預製品以英寸為度量刻度，將它們加熱變軟後可捲進細纖維中，同時其功能特性也不會被高温破壞。每一根纖維的橫截面會在此過程中減小 200 倍，並且這個過程是可以重複的，最後纖維的橫截面可接近納米刻度。

此外，將不同信道集合在單一的纖維中能精確地描繪神經活動，最終治療神經失調，這種效果不是功能單一的神經探頭可以做到的。

舉個例子來説，光可以通過光信道傳導來刺激光感神經，刺激效果可受到隨同嵌入的電極來監測。

除了神經活動監測，一種或多種藥物還能通過中通的信道注入人腦，與此同時，神經元中的電子信號能被記錄下來以確定藥物對人體所產生的準確影響。

這一系統還可以根據特定的研究或者治療來創建有針對性的信道組合，也就是説「你就像擁有了一個應用廣泛的設備調色板」。

有一點卻值得注意，雖然僅有幾英寸寬的單個預製品可繼續分解為數百英尺的纖維，但是這些材料必須經過精心挑選，這樣才能確保它們在相同的温度下能全部軟化。
研究人員期待，這種纖維最後能被用來精確測繪人腦或者脊髓中不同區域的反應，甚至能被製成持久性更好的設備來治療疾病，比如治療帕金森症。

有關新型纖維的研究也備受關注，《自然-生物技術》曾對這項新技術進行過相關報道。美國伊利諾伊大學材料科學與化學工程領域的教授約翰·羅傑斯 (John Rogers) 雖然沒有親身參與這項研究，但是他説：「他們描述了一種頗具吸引力、功能多樣的纖維，它可以説是為腦機研究量身定做的發明，因為這種纖維能通過電子、光學以及流體信道植入人腦，刺激並記錄人腦的神經活動。」若是這項研究能運用於實踐，無異於在上演現實版的《黑客帝國》。


資料來源：TECH2IPO