聽過「半獸人」、「半魚人」，可你聽過「半機(jī)器人」嗎？
盡管半人半機(jī)器的「半機(jī)器人」目前只存在于電影中，但近年來，很多腦機(jī)研究都在向著電子與身體融合的方向發(fā)展，而且取得了不小的進(jìn)步。
放心，科學(xué)家設(shè)計(jì)這些「半機(jī)器人」們不是為了讓他們滿地跑的。將電子設(shè)備與人體相連，可以更好地監(jiān)視腫瘤或替換受損的組織、實(shí)現(xiàn)腦機(jī)通信等。
但是，這是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。因?yàn)閭鹘y(tǒng)的微電子材料，例如硅，金，不銹鋼和銥，在植入人體時(shí)會(huì)造成創(chuàng)傷，留下疤痕。對(duì)于肌肉或大腦組織中的應(yīng)用，需要傳遞電信號(hào)以使其正常運(yùn)行，但是疤痕會(huì)影響電信號(hào)的傳遞。
生物聚合物涂層，將成為腦機(jī)接口的新「膠水」
近日，在美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)發(fā)布了他們的最新研究——可用于人機(jī)融合的新涂層。
「我們?cè)噲D將剛性的無機(jī)微電極與大腦連接起來，但是大腦是由有機(jī)的，充滿鹽分的物質(zhì)構(gòu)成的，」負(fù)責(zé)這項(xiàng)研究的馬丁博士說。
「這種方法運(yùn)行時(shí)總會(huì)出問題，因此我們要尋找一種更好的方法。」
特拉華大學(xué)的研究人員馬丁表示，他們最近開始研究有機(jī)電子材料，比如用于非生物的共軛聚合物，并且發(fā)現(xiàn)了一種化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的材料，可以作為防靜電涂層。
經(jīng)過測(cè)試，研究人員發(fā)現(xiàn)這種聚合物具有連接硬件和人體組織所必需的性能。這些共軛聚合物具有電活性，但它們也具有離子活性。
反離子給它們所需的電荷，所以當(dāng)它們運(yùn)行時(shí)，電子和離子都在移動(dòng)。這種聚合物被稱為聚(3,4-乙烯二氧噻吩)或PEDOT，這種聚合物可以將醫(yī)用植入物的阻抗降低2 – 3個(gè)數(shù)量級(jí)，顯著改善其性能，從而提高了患者體內(nèi)電子設(shè)備的信號(hào)質(zhì)量和電池壽命。
馬丁已經(jīng)確定了如何使聚合物安全地涂在表面，在PEDOT上放置不同的官能團(tuán)。只要在乙烯二氧噻吩(EDOT)單體上加入羧酸、醛或馬來酰亞胺取代物，就可以制造多種功能的聚合物。
PEDOT薄膜：隨意控制多巴胺，為你制造更多快樂
馬來酰亞胺的功能特別強(qiáng)大，可以通過化學(xué)取代反應(yīng)來制造特定功能的聚合物和生物聚合物。
將未取代的單體與馬來酰亞胺取代的單體混合，可以得到一種具有多種功能的材料，該研究團(tuán)隊(duì)表示，目前可以在這些材料上附著肽、抗體或DNA。
只要說出你最喜歡的生物分子，原則上你就可以制作出含有任何你可能感興趣的生物功能基團(tuán)的PEDOT薄膜。
最近，馬丁的小組制作了一種PEDOT膜，它附著了一種針對(duì)血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)的抗體。血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子刺激血管損傷后的生長(zhǎng)，腫瘤劫持這種蛋白質(zhì)以增加其血液供應(yīng)。
該團(tuán)隊(duì)開發(fā)的聚合物可以作為傳感器檢測(cè)VEGF的過表達(dá)，從而在疾病發(fā)生的早期階段檢測(cè)到，只要你大開腦洞就會(huì)發(fā)現(xiàn)，這種PEDOT膜幾乎無所不能。
想象一下，如果將神經(jīng)遞質(zhì)放在這種聚合物上，就可以幫助治療大腦或神經(jīng)系統(tǒng)疾病。到目前為止，該團(tuán)隊(duì)已經(jīng)制造了一種與多巴胺結(jié)合的聚合物，以及多巴胺功能化的EDOT單體變體，以后人體對(duì)多巴胺的控制可能更容易了，而多巴胺是很多快樂的源泉。
馬丁說，這些生物合成的聚合物，將來很可能將人工智能與人類大腦結(jié)合起來。
如果能夠定制這些材料在表面的沉積方式，然后將它們放入活體組織中，那很多生物活動(dòng)都能被控制，人類將走向人機(jī)融合的新紀(jì)元。
要說人機(jī)融合，就不得不說下馬斯克的Neuralink。
Neuralink即將把腦機(jī)接口植入人體內(nèi)
前不久，馬斯克也宣稱Neuralink的腦機(jī)接口馬上要開始人體測(cè)試。
Neuralink成立于2016年，是馬斯克的神經(jīng)技術(shù)公司，正在開發(fā)旨在直接與人腦交互的植入物。
馬斯克稱，Neuralink的腦機(jī)芯片除了用于解決大腦的疾病外，還可以用于恢復(fù)視力、聽力和四肢運(yùn)動(dòng)。
該腦機(jī)接口設(shè)備將被直接植入顱骨中，以使電極線能夠與大腦的某些區(qū)域相接，從而可以與人腦的各個(gè)部分進(jìn)行交互。
馬斯克說：「從原則上講，它可以修復(fù)大腦有問題的任何東西」。
這不是馬斯克第一次說要實(shí)現(xiàn)腦機(jī)融合了。
但腦機(jī)接口只是馬斯克希望Neuralink能實(shí)現(xiàn)的一小步。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，他希望開發(fā)一種可以實(shí)現(xiàn)人類與AI之間「共生」的設(shè)備。
未來，只要植入一片薄膜，就能修復(fù)受損的大腦皮層，也可以通過意念讓智能音箱播放音樂或控制空調(diào)溫度，無需再使用遙控器。
PEDOT生物涂層、Neuralink的腦機(jī)接口等技術(shù)，將引導(dǎo)我們進(jìn)入這樣的未來。
參考鏈接：
https://www.sciencedaily.com/releases/2020/08/200817104315.htm
