微型神经芯片实时监测药物对大脑影响

韩国科学技术院牵头的联合研究团队开发出一种可植入大脑的微型神经芯片，可无线实时监测药物对大脑的影响。在迷你猪实验中，研究团队发现，阿尔茨海默病治疗药物多奈哌齐给药后，大脑神经递质信号先升高，随后逐渐恢复至基线水平。这项技术有助评估药物在大脑中的作用，并可开发能够根据大脑反应调整刺激方式的神经调控技术。相关成果发表于最新一期《设备》杂志。

乙酰胆碱是一种在神经细胞之间传递信号的神经递质，多奈哌齐是一种用于治疗阿尔茨海默病的药物，能够抑制分解乙酰胆碱的酶。监测给药后特定脑区的乙酰胆碱变化，有助于更好地了解药物的作用机制。

团队将神经芯片植入迷你猪的前额叶皮层，并在给予多奈哌齐后，通过无线方式追踪乙酰胆碱信号。前额叶皮层与注意力、判断和记忆等认知功能有关。实验结果显示，给药后乙酰胆碱信号出现上升，随后逐渐回落。

这款芯片将神经递质检测、无线传输和光刺激功能集成在一起。它利用特殊材料和检测酶识别乙酰胆碱，并将其浓度变化转化为电信号，再通过蓝牙传输至外部设备。为避免其他分子干扰，芯片还采用双电极设计，通过对比两个电极的检测结果，识别与乙酰胆碱变化相关的信号。

与此同时，芯片还能利用集成的微型发光二极管向神经细胞发出光刺激。在另一项转基因小鼠实验中，团队发现，光刺激后乙酰胆碱信号有所增强。

这项技术有望为闭环神经接口研究提供支持。这类系统能够根据传感器监测到的脑部反应，动态调整后续刺激的强度或时间。此次研究将神经递质检测与光刺激功能集成在同一芯片上，为开发兼具感知与调控功能的神经接口提供了新思路。