科学家称新磁电材料可重新连接被切断的神经

电信号在神经元之间传播示意图。（Shutterstock）

对于有大脑或神经问题的患者来说，这一消息可能具有重要意义，莱斯大学（Rice University）的研究人员开发了一种新材料，这种材料可用侵入性更小的方式刺激神经组织，即使神经信号已被切断，也可再次流动。这种新材料的应用范围将会十分广泛。

莱斯大学的研究小组表示，已经开发出一种磁电材料，它可将磁场转换为电场。医生们一直在思考这种生物医学材料是否能帮助有大脑和神经问题的患者，但之前的磁电实验很难让神经元对转换后的电信号做出反应。

研究论文的第一作者约书亚‧陈（Joshua Chen）在一份声明中写道：“能否创造一种像灰尘一样细小的材料，只需将其撒在体内，就可以刺激大脑或神经系统?考虑到这个问题，我们认为磁电材料是用于神经刺激的理想候选者，因其会对磁场做出反应，很容易渗透到体内，并将磁场转化为电场——我们的神经系统已在使用这一机制来传递信息”。

10月9日发表在《自然·材料》（Nature Materials）杂志上的这项研究，以老鼠作为实验对象，激发其神经元“恢复一项感觉反射”，并且尽管神经已被切断，仍成功允许神经信号再次传递。此外，新材料将磁场转换为电场的速度比以前的材料快120倍。

这种材料也非常微小——小到像一粒灰尘。但这是一项复杂的工程;它由无机化合物钛酸铅锆组成，夹在两层特殊类型的金属玻璃合金之间。然后研究人员将铂、氧化铪和氧化锌堆叠在这个三明治层上。

莱斯大学神经工程师、该研究的首席研究员雅各布‧罗宾逊（Jacob Robinson）在声明中表示：“为了制造这个小于200纳米的薄层，团队付出了大量努力，才发现了这种特殊的属性。”

以前磁电材料的电信号因强度太高，而无法被神经元探测到;科学家们表示，新材料能够产生神经元可以接收的电信号。

该材料预示着未来注射可以精确刺激受损的神经，从而恢复运动和功能。除了生物医学用途之外，研究人员预计这种磁电材料还可以潜在地应用于计算机、电子设备等领域。

“一旦发现一种或一类新材料，我认为很难预测其所有潜在用途。”罗宾逊说。