把神經(jīng)網(wǎng)改造成電網(wǎng)

林之森

我們的大腦是由數(shù)億個神經(jīng)元組成的一張巨大的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。雖然這張神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)上也有電活動，但這是通過鈉、鉀、鈣等帶電離子的移動來實(shí)現(xiàn)的，而在普通電路上形成電流的是移動的電子。電子的移動比帶電離子要輕巧、快速得多。這是神經(jīng)網(wǎng)和電網(wǎng)的重要區(qū)別：傳播媒介不同。

兩張網(wǎng)平時各管各的，倒也沒什么，但到了需要連起來的時候，兩者的“不兼容性”所帶來的麻煩就顯現(xiàn)出來了。比如，把假肢連到人的神經(jīng)網(wǎng)上，正常的肢體直接受神經(jīng)網(wǎng)上的電活動支配，但對于假肢，需要事先把神經(jīng)的電活動轉(zhuǎn)化為電路上的電流，才能起作用。再比如，治療帕金森癥、癲癇等疾病時需要把電極插到大腦中，雖然電極也能誘導(dǎo)某些腦區(qū)放電，但沒法像神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自身一樣控制特定類型的神經(jīng)元活動。

這個“不兼容”的缺點(diǎn)啟發(fā)科學(xué)家：可不可以把神經(jīng)網(wǎng)改造成電網(wǎng)呢？

最近，美國斯坦福大學(xué)的研究人員初步做到了這一點(diǎn)。他們對特定類型的神經(jīng)元進(jìn)行了基因改造，使其表面形成一條有機(jī)聚合物的長鏈。根據(jù)所使用的聚合物材料不同，可以讓這條鏈?zhǔn)请娏鞯膶?dǎo)體，也可以讓它是絕緣體。這樣，基因改造后的一些神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)就同時具有了導(dǎo)電的特性。

隨后，研究人員在線蟲身上做實(shí)驗(yàn)。線蟲的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過這樣的改造后，直接與外面的電路相連。研究人員通過外面的電信號，讓線蟲前進(jìn)，它就乖乖地前進(jìn)，讓它急轉(zhuǎn)彎，它就急轉(zhuǎn)彎。

這項(xiàng)研究對于癲癇、帕金森癥等疾病的治療以及假肢研究，具有重要意義。