納米線晶體管可探測神經(jīng)元信號

【導(dǎo)讀】納米線晶體管可探測神經(jīng)元信號
    美國哈佛大學(xué)化學(xué)家Charles  M.  Lieber和同事們結(jié)合了最新的納米技術(shù)和神經(jīng)科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，利用硅納米線可探測、刺激和抑制哺乳動物神經(jīng)軸突和樹突發(fā)出的神經(jīng)信號。這項研究成果發(fā)表在本周的《Science》雜志上。 

　 Lieber說："我們首次在納米電子元件與單個哺乳動物神經(jīng)細(xì)胞間建立了人造突觸，同時首次把固態(tài)元件——納米線晶體管——連接到大腦中攜帶傳播信息的神經(jīng)元發(fā)射部位。這種極小的納米元件可以以前所未有的空間分辨率探測、刺激和抑制神經(jīng)元信號的傳播。" 

　 對大腦活性的電生理學(xué)測量在理解單神經(jīng)元和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的信號傳輸方面非常重要。但是現(xiàn)有技術(shù)相對來說都很粗糙，把微量吸管電極刺入細(xì)胞中具有侵略性，對細(xì)胞也有害，而且從單個軸突和樹突來說，利用微加工電極陣列來探測神經(jīng)細(xì)胞間信號交流的體積太大了。與之相比，Lieber和同事們發(fā)明的納米線晶體管只需要輕微的接觸生經(jīng)元發(fā)射部位，形成混合突觸就能探測信號了。這種方法不需刺入神經(jīng)細(xì)胞，而且以前測量大腦活性的電極小幾千倍。 

　 Lieber領(lǐng)導(dǎo)的研究小組以前證明了納米線可以非常高的精確度探測分子失蹤器，它可以診斷癌癥和單個病毒細(xì)胞。他們最近的工作利用了超細(xì)硅納米管和神經(jīng)細(xì)胞的軸突和樹突的特點(diǎn)。納米線非常細(xì)，它們與神經(jīng)細(xì)胞的接觸只有20微米長。Lieber和同事們可以測量和控制單個軸突上50個位置的電導(dǎo)率。 

　 Lieber說他們的納米元件的目標(biāo)是測量或探測納米神經(jīng)傳遞素。他說："這項工作對科技有革命性的影響。它提供了一種神經(jīng)科學(xué)方法來研究和控制神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)信號的傳輸。我們可以把它應(yīng)用到新的實時細(xì)胞化驗中去，這對毒品探測和其它方面都很有用。另外，它開啟了結(jié)合數(shù)字納米電子學(xué)和生物計算技術(shù)制造混合電路的可能性。"