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[交流] 科学家称纳米线晶体管可探测神经元信号

科学家称纳米线晶体管可探测神经元信号

美国哈佛大学化学家Charles M. Lieber和同事们结合了最新的纳米技术和神经科学研究发现，利用硅纳米线可探测、刺激和抑制哺乳动物神经轴突和树突发出的神经信号。这项研究成果发表在本周的《Science》杂志上。

　　Lieber说："我们首次在纳米电子元件与单个哺乳动物神经细胞间建立了人造突触，同时首次把固态元件——纳米线晶体管——连接到大脑中携带传播信息的神经元发射部位。这种极小的纳米元件可以以前所未有的空间分辨率探测、刺激和抑制神经元信号的传播。"

　　对大脑活性的电生理学测量在理解单神经元和神经网络的信号传输方面非常重要。但是现有技术相对来说都很粗糙，把微量吸管电极刺入细胞中具有侵略性，对细胞也有害，而且从单个轴突和树突来说，利用微加工电极阵列来探测神经细胞间信号交流的体积太大了。与之相比，Lieber和同事们发明的纳米线晶体管只需要轻微的接触生经元发射部位，形成混合突触就能探测信号了。这种方法不需刺入神经细胞，而且以前测量大脑活性的电极小几千倍。

　　Lieber领导的研究小组以前证明了纳米线可以非常高的精确度探测分子失踪器，它可以诊断癌症和单个病毒细胞。他们最近的工作利用了超细硅纳米管和神经细胞的轴突和树突的特点。纳米线非常细，它们与神经细胞的接触只有20微米长。Lieber和同事们可以测量和控制单个轴突上50个位置的电导率。

　　Lieber说他们的纳米元件的目标是测量或探测纳米神经传递素。他说："这项工作对科技有革命性的影响。它提供了一种神经科学方法来研究和控制神经网络信号的传输。我们可以把它应用到新的实时细胞化验中去，这对毒品探测和其它方面都很有用。另外，它开启了结合数字纳米电子学和生物计算技术制造混合电路的可能性。"
　　

来源：教育部科技发展中心

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