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對(duì)人類來說，神經(jīng)系統(tǒng)可謂至關(guān)重要。你想動(dòng)動(dòng)手或動(dòng)動(dòng)腿，都得通過大腦對(duì)神經(jīng)的控制才能實(shí)現(xiàn)。一旦控制某個(gè)部位的神經(jīng)遭到了破壞，就很難恢復(fù)，這就導(dǎo)致很多殘疾癥狀的出現(xiàn)。

為了應(yīng)對(duì)神經(jīng)遭到破壞的問題，人們找了許多方法。比如為了讓假肢能夠受人的控制，科學(xué)家們研制出了仿生手，通過將電極與手臂的神經(jīng)末梢相連，從而可以利用神經(jīng)控制假肢。

這種方法無疑是開創(chuàng)性的。但如果僅僅是為了恢復(fù)假肢功能而對(duì)神經(jīng)進(jìn)行干預(yù)，應(yīng)用范圍未免有點(diǎn)太過于狹窄。相較于殘疾，更多的人在遭受著大腦疾病的折磨，中風(fēng)、阿茲海默癥、癲癇等等。而且，關(guān)于大腦的研究顯然也是人們比較熱衷的方向。

既然可以連接手臂的神經(jīng)末梢，那么有沒有某種植入物能夠深入大腦內(nèi)部呢？這種仿生手的電極顯然不行，畢竟大腦不是別的，那么大的東西萬(wàn)一病沒治好再引起其他癥狀就得不償失了。那么，考慮到大腦的脆弱性，一種前所未有的神經(jīng)植入物概念被科學(xué)家們提了出來，這就是：

神經(jīng)塵埃。

1毫米也太大：

神經(jīng)塵埃究竟要多小？

神經(jīng)塵埃第一次大規(guī)模走入人們的視線，是2016年加州大學(xué)伯克利分校的工程師和其他研究者一起在《神經(jīng)元》雜志上發(fā)表的一篇論文。在該論文中，工程師們披露其已經(jīng)開發(fā)出了一種沙粒大小的微型傳感器，利用超聲波，其可以為神經(jīng)塵埃植入物提供動(dòng)力和傳輸數(shù)據(jù)。

當(dāng)然，這種傳感器的受試“者”還是小老鼠。研究者們已經(jīng)成功在老鼠的肌肉、神經(jīng)組織中植入了神經(jīng)塵埃。

伯克利此舉意味著：神經(jīng)塵埃已經(jīng)初步從概念走進(jìn)了現(xiàn)實(shí)，假以時(shí)日，其將很有可能進(jìn)入到人體當(dāng)中，實(shí)現(xiàn)對(duì)人的身體進(jìn)行監(jiān)測(cè)和防治疾病的可能。

而在伯克利發(fā)表此項(xiàng)研究之后的6個(gè)月后，2017年2月，馬斯克宣布投資一家名為neural link的公司，表示打造“神經(jīng)織網(wǎng)”，意圖把人體打造成為一個(gè)遍布電子元件的半機(jī)械人。神經(jīng)織網(wǎng)是由納米級(jí)的超細(xì)材料構(gòu)成，其可以與人的大腦無縫連接，從而將生物與電子結(jié)合起來。

不久之后，研制出沙粒大小的神經(jīng)塵埃傳感器的科學(xué)家們，差不多就被馬斯克給歸攏了……

盡管伯克利的科學(xué)家們做出了一個(gè)開創(chuàng)性的舉動(dòng)，但對(duì)神經(jīng)塵埃真正進(jìn)入人體來說，也只是剛剛走完了第一步。其開發(fā)的產(chǎn)品至少還需要滿足兩點(diǎn)才能適應(yīng)人體內(nèi)的工作要求。

第一，體積問題。很多人認(rèn)為，神經(jīng)塵埃要想進(jìn)入人體，直徑必須要控制在1毫米以內(nèi)、乃至50微米才相對(duì)來說會(huì)比較安全，而這般大小也只能植入肌肉當(dāng)中；如果要實(shí)現(xiàn)大腦的深度植入的話，必須要更小，10微米可能是一個(gè)最低界限值。否則的話，其將可能引起植入物周圍組織的感染。

第二，體內(nèi)停留時(shí)長(zhǎng)。如果按照神經(jīng)織網(wǎng)的目標(biāo)奮進(jìn)的話，神經(jīng)塵埃是需要在體內(nèi)長(zhǎng)期停留的，十年可以當(dāng)做是一個(gè)起點(diǎn)。目前的電極絲的壽命也僅僅只有數(shù)年，過多頻次的更換將可能引起其他問題。神經(jīng)塵埃作為一個(gè)新生事物，其能在體內(nèi)停留多久，還是一個(gè)尚待觀察的問題。

關(guān)于這兩個(gè)問題，馬斯克把伯克利的研究人員給歸攏了之后似乎沒什么新的進(jìn)展。但不要緊，因?yàn)樯衿娴穆槭±砉ひ渤鰜硭⑸窠?jīng)塵埃的存在感了。

研究多巴胺，

卻結(jié)出了神經(jīng)塵埃之花

與伯克利2016年就搞了個(gè)大新聞一樣，麻省理工顯然是一個(gè)“潛伏者”。但從一開始，其研究的方向卻是測(cè)量大腦的多巴胺水平。

2015年的時(shí)候，麻省理工學(xué)院的研究小組就證明了利用微型傳感器是可以測(cè)量大腦中多巴胺的水平的。而多巴胺會(huì)的分泌會(huì)影響人們的瞬間決策。但問題是一直沒有辦法找到可以安全地深入大腦中進(jìn)行監(jiān)測(cè)的探針。他們?cè)?jīng)嘗試了直徑為100微米的電極來探測(cè)，但是這種電極只能維持一天的工作，并且由于體積太大，其會(huì)產(chǎn)生瘢痕組織。這樣就會(huì)影響到電極的工作。

而最終在去年，研究人員開發(fā)出了直徑只有10微米的探針傳感器，并立即在動(dòng)物身上進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。其在每只的動(dòng)物的大腦紋狀體5毫米深處植入了三到五個(gè)傳感器，連續(xù)測(cè)試了393天，中間傳感器并沒有中斷工作。并且，在此過程中也沒有發(fā)現(xiàn)瘢痕組織的產(chǎn)生，這意味著對(duì)傳感器周圍的組織而言，其實(shí)非常安全的。

從這個(gè)角度上來說，體積可以達(dá)到10微米（研究人員還計(jì)劃將其做得更小），又不會(huì)對(duì)周圍組織造成損傷，其也就為大腦植入創(chuàng)造了很大的可能。

如上文所說，麻省理工的這項(xiàng)研究是基于研究大腦中多巴胺的分泌而開展的。由于多巴胺的缺乏，帕金森病、抑郁癥和精神分裂癥等可能會(huì)發(fā)生。通過這種傳感器的長(zhǎng)期潛伏式檢測(cè)，人們將有望找到克服這些疾病的方法。

而這與神經(jīng)塵埃有什么關(guān)系呢？

其實(shí)正如伯克利不滿足于一毫米的顆粒傳感器，麻省理工則是成功地將傳感器的大小做到了10微米，并且還在動(dòng)物體內(nèi)進(jìn)行了長(zhǎng)達(dá)將近四百天的可靠性試驗(yàn)。同樣是對(duì)大腦進(jìn)行傳感器植入，麻省理工用來檢測(cè)多巴胺的技術(shù)或可真正移植到神經(jīng)塵埃的研發(fā)當(dāng)中去，而其深入大腦、破解大腦的秘密之日，或許也將不再遙遠(yuǎn)。

那么，神經(jīng)塵埃究竟能給人類的人體帶來哪些新的可能？

腦機(jī)接口或?qū)⑷〉猛黄瓶?/span>

擁有了這樣一個(gè)科幻的名字，“神經(jīng)塵埃”發(fā)起力來，想必是不會(huì)讓我們失望。比如以下幾個(gè)領(lǐng)域，其將會(huì)有廣闊的用武之地。

1. 實(shí)現(xiàn)身體全方位的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)。目前人類的植入式傳感器多位于皮膚表層，很少有深入到臟腑等深層位置。一方面是傳感器體積過大會(huì)帶來排異問題，另一方面也是信號(hào)傳遞可能失敗。而早在伯克利分校的沙粒神經(jīng)塵埃研究出來以后，其就已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)胃、腸道等器官和神經(jīng)、肌肉的植入，并且實(shí)時(shí)讀取數(shù)據(jù)。未來其進(jìn)入大腦之后，人體的檢測(cè)數(shù)據(jù)將有望成為一個(gè)整體，以幫助醫(yī)生進(jìn)行更好的判斷診療。

2. 腦機(jī)接口或?qū)⑷〉猛黄啤ＤX機(jī)接口技術(shù)分為兩種，一種是侵入性，另外一種是非侵入性的。由于技術(shù)的限制，目前常見的腦機(jī)接口方式都是非侵入性的，即通過電極對(duì)大腦皮層信號(hào)的掃描讀取，來進(jìn)行相應(yīng)的動(dòng)作。但在這個(gè)過程中受試者必須要全神貫注，否則大腦信號(hào)太過雜亂，將大大影響讀取效果。

即使這樣，電極也僅僅只能捕捉到一部分信號(hào)而已。顯然，采用電極植入的方式對(duì)讀取大腦的信號(hào)來說更為準(zhǔn)確，只是考慮到技術(shù)和安全性，這種方式除了為科學(xué)獻(xiàn)身的狂人之外幾乎不會(huì)有人嘗試。那么，當(dāng)神經(jīng)塵埃成功植入大腦之后，其就可以長(zhǎng)期穩(wěn)定地檢測(cè)大腦信號(hào)，其讀取效果遠(yuǎn)比大腦皮層那微弱的搜集要強(qiáng)得多。無論對(duì)機(jī)體功能不全者還是全新的人機(jī)交互，其顯然都蘊(yùn)藏著極大的能量。腦機(jī)接口因此也有可能取得新的技術(shù)突破。

3. 神經(jīng)相關(guān)的疾病診療。神經(jīng)塵埃可以用來刺激神經(jīng)或者肌肉。最簡(jiǎn)單的例子，很多人夏天晚上洗完臉吹著風(fēng)扇睡覺，一覺醒來，面癱了……這就是風(fēng)吹的過程中受涼的表現(xiàn)，面部神經(jīng)遭到了損害。幸運(yùn)的人，吃吃藥、熱敷或者針灸一下，就好了；不幸的人，可能一輩子就這樣了。而如果通過植入神經(jīng)塵埃對(duì)周圍神經(jīng)進(jìn)行刺激，或者通過模擬信號(hào)與原來的神經(jīng)相連，面癱治療可能成為一件非常簡(jiǎn)單的事情。而諸如癲癇、帕金森、肌肉萎縮、半身不遂等癥也有可能得到徹底治愈。

關(guān)于神經(jīng)塵埃看起來雖然比較小眾，但它毫無疑問是真正意義上的高精尖技術(shù)。也正由于此，只有世界頂級(jí)的科學(xué)家和研究團(tuán)隊(duì)才有能力去從事這項(xiàng)研究。植入會(huì)越來越成為醫(yī)療發(fā)展的一個(gè)重要內(nèi)容，神經(jīng)塵埃也將把植入推向另一個(gè)高潮。

甚至很有可能，未來的人機(jī)交互將會(huì)成為意念式交互，動(dòng)嘴都會(huì)變成一件麻煩事……想想是不是有點(diǎn)小激動(dòng)？