“神經弦”實時偵聽大腦與腸道對話
科技日報北京6月5日電 (記者張夢然)據英國《自然》雜(za)誌(zhi)近(jin)日(ri)公(gong)開(kai)的(de)一(yi)篇(pian)材(cai)料(liao)科(ke)學(xue)論(lun)文(wen),美(mei)國(guo)斯(si)坦(tan)福(fu)大(da)學(xue)團(tuan)隊(dui)描(miao)述(shu)了(le)一(yi)種(zhong)模(mo)擬(ni)組(zu)織(zhi)的(de)傳(chuan)感(gan)器(qi),可(ke)用(yong)於(yu)實(shi)時(shi)監(jian)測(ce)大(da)腦(nao)與(yu)腸(chang)道(dao)的(de)神(shen)經(jing)遞(di)質(zhi)。研(yan)究(jiu)人(ren)員(yuan)通(tong)過(guo)研(yan)究(jiu)小(xiao)鼠(shu)的(de)腸(chang)道(dao)—大腦交流,表明了這種傳感器的能力。該設備或有望實現其他身體柔軟器官的生物分子傳感。
神shen經jing遞di質zhi在zai人ren體ti內nei各ge種zhong過guo程cheng和he係xi統tong中zhong起qi到dao重zhong要yao作zuo用yong,監jian測ce其qi動dong力li學xue對dui於yu理li解jie神shen經jing元yuan及ji其qi目mu標biao間jian交jiao流liu十shi分fen重zhong要yao。但dan在zai活huo體ti動dong物wu和he人ren類lei體ti內nei研yan究jiu生sheng物wu化hua學xue信xin號hao傳chuan輸shu的de工gong具ju仍reng十shi分fen有you限xian且qie不bu發fa達da。目mu前qian的de探tan針zhen通tong常chang堅jian硬ying易yi碎sui,導dao致zhi早zao期qi設she備bei故gu障zhang或huo嚴yan重zhong炎yan症zheng反fan應ying,特te別bie是shi在zai一yi直zhi活huo動dong的de器qi官guan如ru大da腦nao與yu腸chang道dao中zhong。
為應對這一挑戰,斯坦福大學鮑哲南、陳曉科及其同事設計了一種柔性可延展、基於石墨烯的電化學傳感器,命名為“神經弦”,可同時並針對性地實時檢測大腦和腸道內的多種神經遞質。研究人員發現,神經弦可檢測小鼠神經遞質信號長達16周,展現出優越的長期神經化學檢測穩定性。
在一個概念驗證實驗中,團隊利用神經弦傳感器檢測喂食小鼠巧克力之後,大腦和腸道神經遞質濃度的變化。兒茶酚胺和5-羥色胺都是參與調控認知過程和腸道功能的重要神經遞質。他們檢測到攝入巧克力數秒之後兒茶酚胺在腦中釋放,觀察到結腸內5-羥色胺在30—60分鍾內增加,與食物通過胃腸道的典型運送時間一致。這一結果表明了使用神經弦了解神經遞質機製及其在腦-腸軸中作用的潛力。
神shen經jing弦xian的de進jin一yi步bu研yan發fa計ji劃hua旨zhi在zai使shi其qi能neng夠gou以yi更geng好hao地di選xuan擇ze性xing檢jian測ce不bu同tong分fen子zi。研yan究jiu人ren員yuan總zong結jie說shuo,結jie合he其qi卓zhuo越yue的de生sheng物wu相xiang容rong性xing和he靈ling敏min度du,神shen經jing弦xian平ping台tai或huo可ke成cheng為wei在zai靈ling長chang動dong物wu體ti內nei研yan究jiu各ge種zhong信xin號hao傳chuan遞di生sheng物wu分fen子zi和he電dian生sheng理li信xin號hao的de有you力li工gong具ju。
【總編輯圈點】
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