科學人/正面迎戰馬斯克!MIT研發出微晶片「從血管進入腦」

2025/11/26

圖文引用自:聯合新聞網

科技巨頭們對於人機一體的賽博格(Cyborg)早已有諸多想像,早在 2017 年,OpenAI 的執行長奧特曼(Sam Altman)就曾撰文指出:「近年矽谷熱門話題之一,是猜測人類與機器會在哪一年『融合』。」當時他預估時間範圍落在2025至2075年之間,而隨著最新研究和新創公司大膽無畏的嘗試,這想法看來正逐漸成真。

在腦機介面(brain-computer interface, BCI)領域,這場競賽尤其激烈,由馬斯克(Elon Musk)創辦的Neuralink公司領銜,採用侵入性顱內手術,將極細的導線和晶片植入大腦,成功使癱瘓者能夠以意念操控電腦與外界溝通。然而,這種手術的風險極高,可能導致疼痛、組織損傷,甚至是感染。最令人擔憂的是,即使在已進行的人體試驗中,首位受試者阿爾博(Noland Arbaugh)也出現高達85%的植入導線脫落問題。

光照就能動、晶片小小兵出動

近期,美國麻省理工學院(MIT)的研究團隊則提出了革命性的「循環電子學」(Circulatronics)技術。該技術提供了一個非侵入性的替代方案,目標是讓阿茲海默症、多發性硬化症及腦瘤等嚴重神經疾病的治療,只需要打一針即可完成。MIT的助理教授、本研究資深作者薩卡(Deblina Sarkar)強調,這種方法有望消除昂貴又危險的開顱手術,讓治療性腦部植入物普及。

這項很可能重塑BCI技術的研究,剛發表在《自然.生物技術》(Nature Biotechnology)期刊上。本研究成功設計並建造出一種亞細胞尺寸無線電子裝置(subcellular-sized wireless electronic device, SWED),尺寸比直徑約12~18微米的單核球(monocyte,即單核白血球)還要小,厚度甚至來到奈米級(200nm),能夠在血管中自由移動而不阻塞。

SWED使用光伏效應(photovoltaic effect)將外部的光能轉換為電能。這些微型裝置的功率轉換效率達0.18%,別看這數字很小,MIT團隊的成果已經比先前同類裝置高出4個數量級。最關鍵的是SWED能實現精準的聚焦神經調節(focal neuromodulation),針對腦部炎症區域進行治療,這對於多種神經系統疾病是重要的治療靶點。

工作細胞當司機,為晶片精準導航

本研究最突破的成果,是創造了真正意義上的細胞級賽博格:「細胞-電子混合體」(cell–electronics hybrid)。他們成功將SWED與活體單核球結合,利用活細胞為電子裝置提供「偽裝」,使其不被免疫系統攻擊,同時團隊利用該單核球天生會趨向發炎部位的特性,引導混合體自主穿越許多藥物無法通過的血腦屏障(blood-brain barrier)並順利植入目標區域。

在小鼠實驗中,研究團隊先在腦深部區域建立了炎症模型,接著透過靜脈注射該混合體後,72小時後就發現約有14029(±4154)個SWED成功自主來到發炎區域。隨後,研究人員使用近紅外光給予無線刺激,結果證明,只有當混合體存在且受到無線刺激時,神經活動才會顯著增加。刺激的空間精度可達驚人的30微米。此外,實驗結果也顯示,這些植入物具有良好的生物相容性(biocompatible),並未對小鼠的運動或認知功能造成不利影響。…

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