柔软的“神经弦”如何革新大脑与肠道的监测？
2024-10-20 10:00:04 发布
最新研究揭示了一种创新的传感器——“神经弦”，由斯坦福大学团队开发，能够实时监测大脑与肠道间的神经递质交流。这种传感器突破了传统硬质探针的限制，以柔性和可延展的特性，为生物化学信号的监测带来了革命性的改变。
神经递质在人体的多种生理过程中扮演着关键角色，而监测其动态变化对于理解神经元间的交流至关重要。然而，由于活体动物和人体内的生物化学信号传输工具存在局限性，导致研究进展缓慢。传统的探针不仅易碎，还可能引发炎症反应，尤其是在动态的大脑和肠道等器官中。
斯坦福大学的鲍哲南和陈晓科教授及其团队，针对这一挑战，设计了“神经弦”——一种基于石墨烯的柔性电化学传感器。这种传感器不仅能够长期稳定地检测多种神经递质，还在小鼠实验中显示出长达16周的监测能力。
在一项验证实验中，研究人员利用“神经弦”监测了小鼠摄入巧克力后，大脑和肠道中神经递质浓度的变化。实验结果显示，儿茶酚胺和5-羟色胺这两种与认知过程和肠道功能密切相关的神经递质，在摄入巧克力后迅速发生变化，证实了“神经弦”在理解脑-肠轴作用中的潜力。
未来，“神经弦”的研发将继续优化，以提高其选择性，检测更多不同的分子。结合其出色的生物相容性和灵敏度，这一平台有望成为研究灵长类动物体内信号传递生物分子和电生理信号的重要工具。
总编辑点评：生命科学领域需要更柔软的研究工具，以适应生命体的自然状态。传统的刚性工具难以满足研究需求，而柔性材料和电子技术的发展，为生命科学的研究提供了新的可能性。例如，“神经弦”这样的柔性传感器，就像创可贴一样，可以轻松地应用于皮肤，监测生命信号，这正是科研创新的生动体现。