理解大脑运作的机制是科学上最复杂的挑战之一。亚博老虎机网登录一个重要的方面是神经细胞中刺激的电传导。为了研究神经元电路,通常在大脑中插入一个锋利的金属电极来引入电流。然而,这种反应并不能反映自然神经刺激的高度复杂的激活模式。此外,以这种方式施加的直流电会通过有害的电化学副反应对组织造成损害。
神经科学家和纳米材料研究人员之间的合作亚博网站下载凯斯西储大学(美国俄亥俄州克利夫兰市)发明了一种既温和又能激发更多自然神经冲动的技术。正如《华尔街日报》报道的那样《应用化学》该技术是基于一种涂有半导体纳米颗粒的微管,用可见光或红外光激活脑组织中的神经元。yabo214与传统电极相比,这些光电极既不需要电线也不需要电力。
本·w·斯特罗布里奇和克莱门斯·布尔达领导的研究小组将硒化铅纳米颗粒涂在极细的玻璃微管内部。yabo214硒化铅是一种被红外光激活的半导体。就像在太阳能电池中一样,辐照会将电子从价带“弹射”到半导体的传导带,使它们能够自由移动。这导致电荷分离,从而产生电势。用合适的激光,由短光脉冲引发的特定过程在微管中触发相应的电脉冲。这样,移液管周围就形成了一个电场,然后研究人员就可以用它来刺激大鼠大脑样本中具有高时间分辨率的神经元。测量电极可以用来记录非常相似的神经冲动的自然激活模式。
对嗅球(大脑中参与嗅觉处理的区域)和海马(大脑中对从短期记忆到长期记忆的内容转移起重要作用的部分)的样本进行了检查。反复刺激后,未观察到毒性作用或对神经细胞的损伤。
通过使用这些新的光电电极,可以研究神经细胞的协作。然而,治疗方面的应用也有可能:这种探针可以用来激活大脑的个别区域,或损伤或切断神经来恢复功能,而不需要干扰导线。