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生物和技術(shù)之間的界限正在變得模糊。瑞典林雪平大學(xué)、隆德大學(xué)和哥德堡大學(xué)研究人員利用人體分子作為觸發(fā)器，首次成功地在活體組織中培育出電極。發(fā)表在最新一期《科學(xué)》雜志上的該研究結(jié)果，為在生物體中形成完全集成的電子電路鋪平了道路。

將電子設(shè)備與生物組織聯(lián)系起來(lái)，對(duì)于了解復(fù)雜生物功能、對(duì)抗大腦疾病以及開發(fā)未來(lái)的人機(jī)界面非常重要。然而，與半導(dǎo)體工業(yè)并行發(fā)展的傳統(tǒng)生物電子學(xué)具有固定和靜態(tài)的設(shè)計(jì)，很難與活的生物信號(hào)系統(tǒng)相結(jié)合。

為彌合生物和技術(shù)之間的差距，研究人員最新開發(fā)了一種在活組織中制造柔軟、無(wú)底物、導(dǎo)電材料的方法。通過(guò)注入以酶作為“組裝分子”的凝膠，研究人員能夠在斑馬魚和藥用水蛭的組織中讓電極生長(zhǎng)。

研究人員稱，與身體物質(zhì)的接觸會(huì)改變凝膠的結(jié)構(gòu)并使其具有導(dǎo)電性，而其在注射前是不導(dǎo)電的。根據(jù)組織的不同，還可調(diào)整凝膠的成分更改導(dǎo)電過(guò)程。

身體的內(nèi)源性分子足以觸發(fā)電極的形成，不需要基因改造或光電外部信號(hào)，這項(xiàng)最新研究為生物電子學(xué)的新范式鋪平了道路。以前需要植入物體才能在體內(nèi)啟動(dòng)電子過(guò)程，未來(lái)注入黏性凝膠就足夠了。

研究表明，該方法可將導(dǎo)電材料定位到特定的生物亞結(jié)構(gòu)，從而為神經(jīng)刺激創(chuàng)造合適的界面。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，在生物體中制造完全集成的電子電路也是可能的。

在隆德大學(xué)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)中，研究團(tuán)隊(duì)已成功地在斑馬魚的大腦、心臟和尾鰭以及藥用水蛭的神經(jīng)組織周圍形成了電極。這些動(dòng)物沒(méi)有受到注射凝膠的傷害，也沒(méi)有受到電極形成的影響。

總編輯圈點(diǎn)

生物體內(nèi)的電極能以最直接的方式獲取各種生理數(shù)據(jù)，哪怕是最難探測(cè)的神經(jīng)電信號(hào)。以往的植入物，不但需要幫助啟動(dòng)其電子過(guò)程，還必須兼具優(yōu)良的導(dǎo)電性和極高的生物相容性，否則其帶來(lái)的弊可能遠(yuǎn)大于利。本文的研究直接摒棄“植入”這個(gè)動(dòng)作，而是“注入”一點(diǎn)黏膠，再利用生物體的天然性讓電極“長(zhǎng)出來(lái)”。如果后續(xù)在人體內(nèi)也被證明是安全的，其無(wú)疑將成為未來(lái)健康監(jiān)測(cè)及醫(yī)學(xué)診斷最強(qiáng)有力的工具之一。

關(guān)鍵詞： 研究人員 導(dǎo)電材料 生物電子學(xué) 鋪平了道路 電子電路