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生物相容性材料制成新人工神经细胞

2022-04-27 09:15:35 | 来源: 科技日报 | 责编: 郑思雯
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  英国科学家首次在实验室制造出了由生物相容性材料制成的人工神经细胞,这项创新有朝一日可能会被用于合成组织,以修复心脏或眼睛等器官。相关研究发表于近日出版的《自然·化学》杂志。

  神经元细胞是神经系统最基本的结构和功能单位,基本功能是通过接受、整合、传导和输出信息实现信息交换。

  在最新研究中,牛津大学哈根·贝利团队设计出了一种合成材料,其作用方式与人类的神经细胞类似。这种人工神经细胞由水凝胶制成,直径约为0.7毫米,比人类神经细胞宽约700倍,但与鱿鱼体内的巨大轴突相当。它们的长度也可以达到25毫米,与从眼睛到大脑的人类视神经的长度相似。

  研究人员称,当光照在这种合成神经细胞上时,会激活蛋白质,将氢离子泵入细胞。这些带正电荷的氢离子随后通过神经细胞,携带电信号。当正电荷到达神经细胞顶端时,它会使神经递质化学物质三磷酸腺苷(ATP)从一个水滴移动到另一个水滴。在未来的研究中,研究人员希望能让合成神经细胞通过ATP信号与另一个神经细胞相互作用,就像神经细胞在突触上相互连接一样。

  随后,该团队将7个神经细胞捆绑在一起,作为一个合成神经并行工作。贝利说:“这使我们能够同时发送多个信号,它们的频率各不相同。这样做的主要目的是通过同一途径发送不同的信息。”

  巴斯大学的阿兰·诺加雷特表示,这项创新将在本世纪末改善人工视网膜等神经植入物方面发挥重要作用,“在软材料中模拟神经活动是朝着开发出无创脑机接口和解决神经退行性疾病新疗法迈出的重要一步”。

  贝利希望最终能利用这些合成神经细胞同时输送不同类型的药物,以更快、更精确地治疗伤口,“利用光,我们可能会以一种特定模式释放药物分子”。

  不过,贝利团队也指出,与真正的神经细胞不同,新合成系统中没有循环和创造新神经递质的机制,因此这个神经细胞只能工作几个小时,人工神经细胞还有很长的路要走。

  

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