莱斯大学研发的最新工程材料可以重新连接切断的神经

莱斯大学研发的最新工程材料可以重新连接切断的神经莱斯大学研究员、博士生JoshuaChen是《自然材料》杂志上发表的一项研究的主要作者。(古斯塔沃·拉斯科斯基/莱斯大学摄)莱斯大学神经工程师JacobRobinson和他的团队设计了第一种磁电材料,不仅解决了这个问题,而且磁电转换速度比同类材料快120倍。根据发表在《自然材料》上的一项研究,研究人员表明,该材料可用于远程精确刺激神经元,并弥合大鼠模型中断裂的坐骨神经的间隙。罗宾逊说,这种材料的质量和性能可能会对神经刺激治疗产生深远的影响,从而显着减少侵入性手术。无需植入神经刺激装置,只需将少量材料注射到所需部位即可。此外,考虑到磁电学在计算、传感、电子和其他领域的应用范围,这项研究为先进材料设计提供了一个框架,可以更广泛地推动创新。研究员GauriBhave是罗宾逊实验室的前研究科学家,是发表在《自然材料》上的一项研究的主要合著者。(照片由高里·巴韦提供)“我们问,‘我们能否创造一种像灰尘一样的材料,或者非常小,只需将其撒在体内,就可以刺激大脑或神经系统?’考虑到这个问题,我们认为磁电材料是用于神经刺激的理想候选材料。它们对很容易渗透到体内的磁场做出反应,并将其转化为电场——这是我们的神经系统已经用来传递信息的语言。”研究人员首先使用一种磁电材料,该材料由钛酸铅锆压电层夹在两层金属玻璃合金(Metglas)磁致伸缩层之间,可以快速磁化和消磁。GauriBhave是罗宾逊实验室的前研究员,现在贝勒医学院从事技术转让工作,她解释说,磁致伸缩元件会随着磁场的施加而振动。研究插图线性磁电转换(顶部两个转换)与非线性(底部第三个)的神经响应示意图。(图片由JoshChen/莱斯大学提供)“这种振动意味着它基本上改变了它的形状,”Bhave说。“压电材料是一种当它改变形状时就会产生电力的材料。因此,当这两者结合起来时,你得到的转换就是你从身体外部施加的磁场变成了电场。”然而,磁电产生的电信号太快且太均匀,神经元无法检测到。我们面临的挑战是设计一种新材料,它可以产生电信号,使细胞真正做出反应。“对于所有其他磁电材料,电场和磁场之间的关系是线性的,而我们需要的是这种关系是非线性的材料,”罗宾逊说。“我们必须考虑可以在薄膜上沉积哪些材料来产生非线性响应。”研究人员将铂、氧化铪和氧化锌分层,并将堆叠材料添加到原始磁电薄膜的顶部。他们面临的挑战之一是找到与材料兼容的制造技术。研究插图与以前使用的磁性材料相比,磁电非线性超材料刺激神经活动的速度快120倍。(图片由罗宾逊实验室/莱斯大学提供)Robinson说:“为了制造这种小于200纳米的非常薄的层,我们付出了大量的努力,这为我们提供了真正特殊的性能。这缩小了整个装置的尺寸,以便将来它可以注射。”作为概念证明,研究人员使用该材料刺激大鼠的周围神经,并通过证明该材料可以恢复切断的神经的功能来证明该材料在神经修复术中的应用潜力。“我们可以使用这种超材料来弥合断裂神经的间隙并恢复快速的电信号速度,”陈说。“总的来说,我们能够合理地设计出一种新的超材料,克服了神经技术中的许多挑战。更重要的是,这种先进材料设计框架可以应用于电子设备中的传感和存储等其他应用。”研究员雅各布·罗宾逊(JacobRobinson)是莱斯大学电气与计算机工程和生物工程教授。(照片由罗宾逊实验室/莱斯大学提供)罗宾逊利用自己在光子学领域的博士研究成果来设计新材料,他表示,他发现“我们现在可以使用以前从未存在过的材料来设计设备或系统,而不是局限于自然界中的材料,这真是令人兴奋。”“一旦发现一种新材料或一类材料,我认为很难预测它们的所有潜在用途,”电气和计算机工程以及生物工程教授罗宾逊说。“我们专注于生物电子学,但我预计该领域之外可能还有许多应用。”AntoniosMikos,莱斯大学路易斯·考尔德化学工程教授、生物工程、材料科学和纳米工程教授、组织工程卓越中心生物材料实验室主任和J.W.考克斯生物医学工程实验室也是该研究的作者之一。该研究得到了美国国家科学基金会(2023849)和美国国立卫生研究院(U18EB029353)的支持。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1389331.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1389331.htm

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彻底改变大脑健康:莱斯大学发明微型植入式脑刺激器

彻底改变大脑健康:莱斯大学发明微型植入式脑刺激器莱斯大学的工程师们开发出了首个在人类患者身上起作用的微型脑刺激器。图片来源:JeffFitlow/莱斯大学这种被称为"数字可编程过脑治疗器"(DOT)的设备可以为耐药性抑郁症和其他精神或神经疾病的治疗带来革命性的变化,因为它提供了一种替代疗法,与目前基于神经刺激的疗法相比,它能为患者提供更大的自主性和可及性,与其他脑机接口(BCI)相比,它的侵入性更小。莱斯大学电气与计算机工程系和生物工程系教授罗宾逊说:"在这篇论文中,我们展示了我们的设备,它只有豌豆大小,可以激活运动皮层,从而使患者移动他们的手。未来,我们可以将植入物放置在大脑的其他部位,比如前额叶皮层,我们希望它能改善抑郁症或其他疾病患者的执行功能"。现有的植入式脑刺激技术由相对较大的电池供电,这些电池需要放置在身体其他部位的皮下,并通过较长的导线与刺激装置相连。这种设计上的限制需要进行更多的手术,使患者承受更大的硬件植入负担、电线断裂或失效的风险,以及未来更换电池手术的需要。莱斯大学的雅各布-罗宾逊(JacobRobinson)和他的研究团队开发出了最小的植入式脑刺激器,并在人类患者身上进行了演示,这将彻底改变抗药性抑郁症和其他精神或神经疾病的治疗方法。图片来源:JeffFitlow/莱斯大学罗宾逊实验室的电气工程研究生、发表在《科学进展》(ScienceAdvances)上的这项研究的第一作者约书亚-伍兹(JoshuaWoods)解释说:"我们通过使用外部发射器为设备无线供电,消除了对电池的需求。"莱斯大学应用物理学专业的前研究生、现就职于MotifNeurotech公司的阿曼达-辛格(AmandaSinger)也是该研究的第一作者。该技术依赖于一种能将磁场转换为电脉冲的材料。这种转换过程在小范围内非常有效,并且具有良好的错位容差,这意味着它不需要复杂或微小的操作来激活和控制。该设备的宽度为9毫米,可提供14.5伏电压的刺激。罗宾逊说:"我们的植入物通过这种磁电效应获得全部能量。"罗宾逊是Motif公司的创始人兼首席执行官,Motif公司是通过莱斯大学生物技术启动平台成立的一家初创公司,该公司正致力于将这种设备推向市场。Motif是几家神经技术公司之一,这些公司正在探索BCIs在彻底改变神经系统疾病治疗方法方面的潜力。罗宾逊说:"神经刺激是实现精神健康领域疗法的关键,因为药物的副作用和缺乏疗效使许多人没有适当的治疗选择。"临床测试和未来方向研究人员在一名人类患者身上对该装置进行了临时测试,用它来刺激大脑运动皮层--大脑中负责运动的部分--并产生手部运动反应。接下来,他们在猪身上展示了该装置与大脑的稳定接口,持续时间为30天。伍兹说:"这在以前是没有过的,因为要通过硬脑膜刺激大脑所需的信号质量和强度在以前是不可能的,这么小的植入物是不可能通过无线功率传输的。"罗宾逊设想在家中就能使用这项技术。医生会开出治疗处方,并提供设备使用指南,但患者仍可完全控制治疗方法:"回到家中,病人戴上帽子或可穿戴设备,为植入物供电并与之通信,按下iPhone或智能手表上的'开始'按钮,然后植入物发出的电刺激将激活大脑内部的神经元网络。"植入手术需要进行30分钟的微创手术,将装置植入大脑上方的骨头中。植入物和切口几乎看不见,病人当天就可以回家。约书亚-伍兹(左起)、雅各布-罗宾逊和法蒂玛-阿尔拉什丹。图片来源:JeffFitlow/莱斯大学贝勒医学院神经外科教授兼研究副主席、麦克奈尔奖学金获得者、卡伦基金会捐赠主席谢斯说:"心脏起搏器是心脏护理中非常常规的一部分。在神经和精神疾病方面,与之相对应的是脑深部刺激(DBS),这听起来很可怕,而且是侵入性的。深部脑刺激实际上是一种相当安全的手术,但它仍然是脑外科手术,它的可感知风险会给愿意接受它并可能从中受益的人数设定一个很低的上限。这就是这种技术的用武之地。在门诊手术中心做一个30分钟的小手术,只不过是皮肤手术,比起DBS更容易被接受。因此,如果我们能证明它与更具侵入性的替代疗法一样有效,那么这种疗法很可能会对心理健康产生更大的影响。"但对于抑郁症和强迫症等疾病,每天只需几分钟的刺激就足以使目标神经元网络的功能发生预期的变化。关于下一步计划,罗宾逊说,在研究方面,他"真正感兴趣的是创建植入物网络,以及创建可以刺激和记录的植入物,这样它们就可以根据你自己的大脑特征提供自适应的个性化疗法"。从治疗开发的角度来看,MotifNeurotech公司正在寻求美国食品和药物管理局(FDA)的批准,以便在人体中进行长期临床试验。患者和护理人员可以登录MotifNeurotech网站,了解这些试验的开始时间和地点。编译来源:ScitechDaily...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1428255.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1428255.htm

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莱斯大学施展量子奇迹:原子之舞让水晶也能变“磁铁”

莱斯大学施展量子奇迹:原子之舞让水晶也能变“磁铁”莱斯大学的研究利用手性声子实现了变革性的量子效应。量子材料是未来高速、高能效信息系统的关键。挖掘其变革潜力的问题在于,在固体中,大量原子往往会淹没电子所携带的奇异量子特性。量子材料科学家朱瀚宇实验室的研究人员发现,当原子绕圈运动时,它们也能创造奇迹:当稀土晶体中的原子晶格产生一种被称为手性声子的螺旋形振动时,晶体就会变成一块磁铁。圆偏振太赫兹光脉冲激发的手性声子在氟化铈中产生超快磁化。氟离子(红色、紫红色)在圆偏振太赫兹光脉冲(黄色螺旋)的作用下开始运动,其中红色表示手性声子模式下运动幅度最大的离子。铈离子用茶色表示。罗盘针代表旋转原子所引起的磁化。资料来源:MarioNorton和罗家明/莱斯大学根据最近发表在《科学》(Science)杂志上的一项研究,将氟化铈暴露在超快脉冲光下,其原子会跳起舞来,瞬间激发电子自旋,使它们与原子旋转对齐。这种排列需要强大的磁场才能激活,因为氟化铈具有天然顺磁性,即使在零度以下也能产生随机定向的自旋。每个电子都有一个磁性自旋,它就像一个嵌入材料中的微小罗盘针,会对局部磁场产生反应,莱斯大学材料科学家兼合著者鲍里斯-雅科布森(BorisYakobson)说。因为互为镜像而不会叠加,本不应该影响电子自旋的能量。但在这种情况下,原子晶格的手性运动会使材料内部的自旋极化,就像施加了一个大磁场一样"。BorisYakobson是莱斯大学KarlF.Hasselmann工程学教授、材料科学与纳米工程学教授以及化学教授。图片来源:JeffFitlow/莱斯大学虽然时间很短,但使自旋对齐的力却大大超过了光脉冲的持续时间。由于原子只在特定频率下旋转,并且在较低温度下移动的时间较长,与频率和温度相关的额外测量进一步证实,磁化是原子集体手性"舞蹈"的结果。朱瀚宇是莱斯大学威廉-马什-莱斯讲座教授兼材料科学与纳米工程助理教授。图片来源:JeffFitlow/莱斯大学"原子运动对电子的影响令人惊讶,因为电子比原子轻得多,速度也快得多,"莱斯大学威廉-马什-莱斯讲座教授、材料科学与纳米工程助理教授朱瀚宇说。"电子通常可以立即适应新的原子位置,忘记其先前的轨迹。如果原子顺时针或逆时针移动,即在时间上向前或向后移动,材料特性将保持不变--物理学家将这种现象称为时间逆对称性。"原子的集体运动打破了时间逆对称性,这一观点相对较新。目前,手性声子已在几种不同的材料中得到实验证明,但它们究竟如何影响材料特性还不甚明了。"我们希望定量测量手性声子对材料电学、光学和磁学特性的影响,"朱瀚宇说。"由于自旋指的是电子的旋转,而声子描述的是原子的旋转,因此人们天真地认为两者可能会相互影响。因此,我们决定重点研究一种叫做自旋-声子耦合的奇妙现象。"自旋-声子耦合在硬盘写入数据等实际应用中发挥着重要作用。今年早些时候,朱的研究小组在单分子层中展示了自旋-声子耦合的新实例,其中原子线性移动,自旋晃动。罗家明是莱斯大学应用物理学研究生,也是这项研究的第一作者。资料来源:JeffFitlow/莱斯大学在他们的新实验中,朱和团队成员必须找到一种方法来驱动原子晶格以手性方式运动。这就要求他们选择正确的材料,并在合作者理论计算的帮助下,以正确的频率产生光线,使其原子晶格旋转。这项研究的第一作者、应用物理学研究生罗佳明解释说:"目前还没有现成的光源能达到我们的声子频率(约10太赫兹)。我们通过混合强红外光和扭曲电场来与手性声子'对话',从而产生光脉冲。此外,我们还采取了另外两种红外光脉冲,分别监测自旋和原子运动。"除了从研究成果中获得有关自旋-声子耦合的见解外,实验设计和设置还将有助于为未来的磁性和量子材料研究提供信息。"我们希望定量测量手性声子产生的磁场能帮助我们制定实验方案,以研究动态材料中的新物理学,我们的目标是通过光或量子波动等外部场来设计自然界不存在的材料。林彤、朱汉宇和罗家明林彤(左起)、朱汉宇和罗家明在EQUAL实验室。图片来源:JeffFitlow/莱斯大学...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1396195.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1396195.htm

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科学家将蛛丝、蚕丝结合 创造新的神经修复材料

科学家将蛛丝、蚕丝结合创造新的神经修复材料修复受伤的周围神经的标准治疗方法是自体移植,即外科医生切除受损的部分,用身体其他地方的神经来代替它。移植的神经取自感觉神经,通常是硬脑膜神经,它为感觉不重要的皮肤区域提供感觉。但是,神经移植的成功率可能很低。神经导板,即缝合在被切断的神经两端以弥补缺口的管状结构已经存在了大约30年。然而,它们只能用于弥合小缺口。目前,FDA批准的神经导板仅限于1.2英寸(3厘米)以内的短距离神经缺陷。更长的距离需要一个内部框架,以提供必要的结构和细胞支持。牛津大学和维也纳医科大学的研究人员,通过结合两种不同的天然蚕丝,创造了一种新型的神经导引器,这种导引器取自蚕(Bombyxmori)和金球织蛛(Trichonephilaedulis),有可能使神经在更长的距离内再生。以前的研究已经证明了使用蚕丝作为生物材料的好处。蚕茧丝是由纤维蛋白和丝氨酸蛋白组成。两者都具有生物相容性、弹性和韧性。蚕丝纤维素已被证明可以通过增加细胞的增殖和生长来诱导伤口愈合。来自球状编织蜘蛛的拖曳丝具有显著的机械性能,包括高抗拉强度和弹性。研究人员首次将重组成管状的丝质纤维素和天然蜘蛛丝的特点结合起来,创造了一个嵌套导管。导管壁是由蚕丝纤维素制成的,里面充满了球状编织的蜘蛛拖网丝纤维,作为内部引导结构,有点像神经的"扶手"。该神经导引器在右坐骨神经被切断的大鼠身上进行了测试,带来了0.4英寸(10毫米)的明显差距。研究人员发现,受损的神经适应了丝质神经导板,并沿着丝线生长,成功地重新连接了断裂的神经末梢。该研究的第一作者LorenzSemmler说:"在我们的研究中,事实证明,当这种丝线由蜘蛛丝和蚕丝制成时,周围的神经功能良好。"研究人员还对蚕丝管的分子结构有了更深的了解,发现它们的多孔性允许营养物质和废物的交换,这对愈合过程至关重要。此外,人们看到负责神经再生的细胞粘附在两种类型的丝上。Semmler说:"作为我们研究的一部分,我们不仅成功地进行了神经修复,我们还能够详细地分析愈合过程的组成部分。"与合成物质相比,使用天然材料进行神经引导具有明显的优势。蜘蛛丝是可生物降解的,在动物模型中只产生非常小的免疫反应。它也是可扩展的。从一只织网蜘蛛身上收获的丝可以产生大约33英尺(10米),足以填充一个0.4英寸(10毫米)长的神经导引器。蚕丝的多孔性可以使生物活性分子融入其中,以促进更远距离的神经再生。该研究的共同作者FritzVollrath说:"动物丝提供了特殊的机械和生物特性以及多功能的制造可能性,以协助组织的再工程。我们先进的丝中丝神经导引器将蚕丝被加工成三维结构的出色能力与蜘蛛丝的出色细胞粘附性结合起来。"研究人员希望他们的发现将为开发"现成的"神经导向器铺平道路,以治疗人类的周围神经损伤。该研究发表在《先进医疗材料》杂志上。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1352817.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1352817.htm

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麻省理工学院最新创新成果:可以阻断外周神经疼痛的软光纤

麻省理工学院最新创新成果:可以阻断外周神经疼痛的软光纤科学家们有了一种新工具,可以精确地照亮神经疼痛的根源。麻省理工学院的工程师们开发出了可植入的软纤维,这种纤维能将光线传送到人体的主要神经。当这些神经经过基因改造对光做出反应时,光纤就能向神经发送光脉冲,从而抑制疼痛。光导纤维是柔性的,可随人体伸缩。这种新型纤维是一种实验工具,科学家可以用它来探索动物模型中周围神经疾病的原因和潜在治疗方法。当大脑和脊髓以外的神经受损时,就会出现周围神经痛,导致受影响的肢体刺痛、麻木和疼痛。据估计,美国有超过2000万人患有周围神经病。马萨诸塞大学阿默斯特分校生物医学工程助理教授饶思远(SiyuanRao)说:"目前用于研究神经疾病的设备都是由限制运动的僵硬材料制成的,因此如果涉及疼痛,我们就无法真正研究脊髓损伤和恢复情况。我们的纤维可以适应自然运动,并在不限制受试者运动的情况下完成工作。这可以为我们提供更精确的信息"。麻省理工学院的工程师们设计了一种软水凝胶光纤(如图所示),它可以刺激外周神经,帮助研究人员确定神经相关疼痛的起源和治疗方法。图片来源:研究人员提供"现在,人们有了一种工具,可以在非常动态、自然和无约束的条件下研究与外周神经系统有关的疾病,"22岁的刘欣悦(XinyueLiu)博士补充说,她现在是密歇根州立大学(MSU)的助理教授。今天(10月19日)发表在《自然-方法》(NatureMethods)杂志上的一项研究报告详细介绍了他们团队的新型纤维。Rao和Liu在麻省理工学院的合著者包括化学系研究生AtharvaSahasrabudhe、机械工程和土木与环境工程系教授XuanheZhao、材料科学与工程系教授PolinaAnikeeva,以及密歇根州立大学、马萨诸塞大学阿默斯特分校、哈佛医学院和美国国立卫生研究院的其他教授。将光遗传学扩展到大脑之外这项新研究源于研究小组希望将光遗传学的应用扩展到大脑以外的领域。光遗传学是一种通过基因工程使神经对光做出反应的技术。暴露在光线下可以激活或抑制神经,从而为科学家提供有关神经如何工作以及如何与周围环境相互作用的信息。神经科学家已经在动物身上应用光遗传学来精确追踪一系列脑部疾病的神经通路,包括成瘾、帕金森病、情绪和睡眠障碍--这些信息已经促成了针对这些疾病的靶向疗法。迄今为止,光遗传学主要应用于大脑,这一区域缺乏痛觉感受器,因此可以相对无痛地植入硬质装置。然而,硬质装置仍会损伤神经组织。麻省理工学院的研究小组想知道,这种技术能否扩展到大脑以外的神经。与大脑和脊髓一样,外周系统的神经也会受到一系列损伤,包括坐骨神经痛、运动神经元疾病以及全身麻木和疼痛。光遗传学可以帮助神经科学家确定外周神经疾病的具体原因,并测试缓解这些疾病的疗法。但是,在大脑之外实施这项技术的主要障碍是运动。周围神经不断受到周围肌肉和组织的推拉。如果在外周使用刚性硅装置,就会限制动物的自然运动,并可能造成组织损伤。晶体与光研究人员希望开发出一种能与身体一起工作和运动的替代品。他们的新设计是一种柔软、可伸缩的透明纤维,由水凝胶制成。水凝胶是一种橡胶状、生物相容性高的聚合物和水的混合物,他们调整了水凝胶的比例,以创造出微小、纳米级的聚合物晶体,散布在更像果冻的溶液中。光纤包含两层--内芯和外壳或"包层"。研究小组混合了每一层的溶液,以产生特定的晶体排列。这种排列使每一层都具有特定的、不同的折射率。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1391205.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1391205.htm

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用于脑机接口的工程石墨烯界面有望改变神经科学

用于脑机接口的工程石墨烯界面有望改变神经科学这项研究由加泰罗尼亚纳米科学和纳米技术研究所(ICN2)与巴塞罗那自治大学(UAB)及其他国内外合作伙伴共同发起,目前正通过衍生公司INBRAINNeuroelectronics开发治疗应用。石墨烯技术的主要特点在欧洲石墨烯旗舰项目(EuropeanGrapheneFlagshipproject)的多年研究之后,ICN2与曼彻斯特大学(UniversityofManchester)合作,率先开发出EGNITE(EngineeredGrapheneforNeuralInterfaces,用于神经接口的工程石墨烯),这是一类新型的基于石墨烯的灵活、高分辨率、高精度植入式神经技术。该成果最近发表在《自然-神经技术》(NatureNeurotechnology)杂志上,旨在通过创新技术为神经电子学和脑机接口的蓬勃发展做出贡献。EGNITE以其发明者在碳纳米材料制造和医学转化方面的丰富经验为基础。这项基于纳米多孔石墨烯的创新技术集成了半导体行业的标准制造工艺,可组装直径仅为25微米的石墨烯微电极。这种石墨烯微电极具有低阻抗和高电荷注入的特性,是灵活高效的神经接口的基本属性。临床前功能验证与ICN2合作的多位神经科学和生物医学专家利用中枢神经系统和周围神经系统的不同模型进行了临床前研究,结果表明EGNITE能够异常清晰和精确地记录高保真神经信号,更重要的是,它还能提供高度针对性的神经调节。EGNITE技术将高保真信号记录和精确神经刺激独特地结合在一起,可能是神经电子疗法的一个重要进步。这一创新方法填补了神经技术领域的一个重要空白,而在过去二十年中,神经技术领域的材料几乎没有取得任何进展。EGNITE电极的开发有能力将石墨烯置于神经技术材料的最前沿。国际合作与科学领导力石墨烯旗舰项目是欧洲在过去十年间提出的一项倡议,旨在推动欧洲在依靠石墨烯和其他二维材料的技术领域取得战略领先地位。这一科学突破的背后是ICN2研究人员DamiàViana(现就职于INBRAINNeuroelectronics)、StevenT.Walston(现就职于南加州大学)和EduardMasvidal-Codina在ICREA领导人JoseA.Garrido的指导下共同努力的结果。Garrido和ICREAKostasKostarelos(ICN2纳米医学实验室和英国曼彻斯特大学生物、医学与健康学院的负责人)的指导下进行。巴塞罗那自治大学(UAB)神经科学研究所和细胞生物学、生理学与免疫学系的泽维尔-纳瓦罗(XavierNavarro)、娜塔莉亚-德拉-奥利瓦(NatàliadelaOliva)、布鲁诺-罗德里格斯-梅阿纳(BrunoRodríguez-Meana)和豪梅-德尔-瓦莱(JaumedelValle)也参与了这项研究。这项合作得到了巴塞罗那微电子研究所(IMB-CNM)、英国曼彻斯特国家石墨烯研究所、法国格勒诺布尔阿尔卑斯大学格勒诺布尔神经科学研究所和巴塞罗那大学等国内外知名机构的大力支持。在CIBER研究员XaviIlla博士的指导下,在IMB-CNM(CSIC)的微米和纳米加工洁净室进行了与标准半导体制造工艺的技术整合。临床转化:下一步行动文章中描述的EGNITE技术已获得专利,并授权给INBRAINNeuroelectronics公司使用,该公司是ICN2和ICREA在中船重工集团IMB-CNM支持下在巴塞罗那分拆出来的公司。该公司也是石墨烯旗舰项目的合作伙伴,目前正在牵头将这项技术转化为临床应用和产品。在首席执行官卡罗琳娜-阿吉拉尔(CarolinaAguilar)的领导下,INBRAINNeuroelectronics公司正在为这项创新石墨烯技术的首次人体临床试验做准备。加泰罗尼亚在半导体工程方面的产业和创新前景广阔,其雄心勃勃的国家战略计划建设最先进的设施,以生产基于新兴材料的半导体技术,这为加快将今天介绍的这些成果转化为临床应用提供了前所未有的机会。《自然-纳米技术》这篇文章介绍了一种基于石墨烯的创新神经技术,该技术可利用现有的半导体制造工艺进行升级,具有产生变革性影响的潜力。ICN2及其合作伙伴将继续推进和成熟所述技术,以期将其转化为真正有效和创新的神经治疗技术。编译自:ScitechDaily...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1423775.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1423775.htm

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“世界上最能制造痛苦的昆虫”被发现以独特的方式瞄准神经

“世界上最能制造痛苦的昆虫”被发现以独特的方式瞄准神经尽管大多数蚂蚁种类都会产生毒液,而且许多蚂蚁会产生疼痛的刺痛,但很少有研究探索引起这种疼痛的机制。这主要是由于昆虫的体型,这使得收集和分析它们的毒液变得棘手。昆士兰大学的研究人员研究了澳大利亚绿蚂蚁和南美子弹蚁,这两种蚂蚁都有会导致严重、持久疼痛的蜇伤。绿蚂蚁遍布澳大利亚,包括城市和郊区。他们喜欢在大多数草下筑巢,通常不会被人注意,直到有人被蜇,几秒钟内就会产生强烈的灼烧感。子弹蚁栖息在中美洲和南美洲潮湿的低地雨林中。他们的名字来源于人们被刺痛时所经历的痛苦,与被枪击的痛苦相比。子弹蚁蜇伤还会导致严重的肌肉收缩和灼痛。美国已故昆虫学家贾斯汀·施密特博士创立了刺痛性昆虫的疼痛指数,将子弹蚁的蜇伤评为世界上最痛的昆虫蜇伤。“被子弹蚁蜇伤可能长达12小时,这是一种深入骨骼的钻孔疼痛,伴随着出汗和起鸡皮疙瘩,这与典型的蜜蜂蜇伤的10分钟影响完全不同,”SamRobinson说,他是该研究的主要作者。研究。“我们在澳大利亚没有子弹蚁,但我们的绿蚂蚁——或绿头蚁——也会造成持久的疼痛,许多澳大利亚人都会经历过这种情况。”1990年代的研究在子弹蚁的毒液中发现了一种毒素——一种具有麻痹作用的有毒肽,它会影响青蛙和大鼠骨骼肌纤维中的钠通道。疼痛感是由于我们感觉神经元(神经细胞)膜中钠通道的作用。简而言之,钠通道允许来自周围神经系统疼痛感受器的信息被传导到中枢神经系统以记录疼痛。在当前的研究中,研究人员希望通过检查细胞和分子水平上发生的情况来识别绿蚁和子弹蚁神经毒素中的致痛剂。他们测试并分析了小鼠感觉神经元上的毒液,发现毒素专门针对神经元的钠通道。“我们已经证明,这些蚂蚁毒液靶向我们发送疼痛信号的神经细胞,”罗宾逊说。“通常情况下,这些感觉神经元中的钠通道只会在受到刺激时短暂打开。我们发现蚂蚁毒素与钠通道结合,使它们更容易打开并保持打开和活跃,这转化为更持久的疼痛信号。”他们发现蚂蚁的肽毒素在结构上不同于其他影响钠通道的毒素,而且它们的作用机制是这种昆虫所独有的。“这些针对钠通道的神经毒素是蚂蚁独有的;没有人发现任何看起来或行为相同的东西,所以现在我们有一套新的工具可以使用,”罗宾逊说。自恐龙时代以来,蚂蚁就一直在使用神经毒素来抵御捕食者。研究人员表示,这一新发现对于我们了解疼痛的工作原理以及开发治疗疼痛的新方法非常重要。“我们想在分子水平上了解疼痛,而毒素是实现这一目标的绝佳工具,”罗宾逊说。该研究发表在《自然通讯》杂志上,下面的解释视频由昆士兰大学分子生物学研究所制作。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1363941.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1363941.htm

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