专栏首页新智元脑机接口新「胶水」问世,人机融合「半机器人」新突破

脑机接口新「胶水」问世,人机融合「半机器人」新突破

新智元报道

来源:sciencedaily

编辑:白峰、小匀

【新智元导读】马斯克的脑机接口马上要「人肉测试」了,但侵入式的脑机接口可能会给人体带来较大损伤。最近,特拉华大学的研究人员发明了一种新的聚合物涂层,能实现更安全的脑机融合。

听过「半兽人」、「半鱼人」,可你听过「半机器人」吗?

尽管半人半机器的「半机器人」目前只存在于电影中,但近年来,很多脑机研究都在向着电子与身体融合的方向发展,而且取得了不小的进步。

放心,科学家设计这些「半机器人」们不是为了让他们满地跑的。将电子设备与人体相连,可以更好地监视肿瘤或替换受损的组织、实现脑机通信等。

但是,这是一个巨大的挑战。因为传统的微电子材料,例如硅,金,不锈钢和铱,在植入人体时会造成创伤,留下疤痕。对于肌肉或大脑组织中的应用,需要传递电信号以使其正常运行,但是疤痕会影响电信号的传递。

生物聚合物涂层,将成为脑机接口的新「胶水」

近日,在美国化学学会发布了他们的最新研究——可用于人机融合的新涂层。

「我们试图将刚性的无机微电极与大脑连接起来,但是大脑是由有机的,充满盐分的物质构成的,」负责这项研究的马丁博士说。

「这种方法运行时总会出问题,因此我们要寻找一种更好的方法。」

特拉华大学的研究人员马丁表示,他们最近开始研究有机电子材料,比如用于非生物的共轭聚合物,并且发现了一种化学性质稳定的材料,可以作为防静电涂层。

经过测试,研究人员发现这种聚合物具有连接硬件和人体组织所必需的性能。这些共轭聚合物具有电活性,但它们也具有离子活性。

反离子给它们所需的电荷,所以当它们运行时,电子和离子都在移动。这种聚合物被称为聚(3,4-乙烯二氧噻吩)或PEDOT,这种聚合物可以将医用植入物的阻抗降低2 - 3个数量级,显著改善其性能,从而提高了患者体内电子设备的信号质量和电池寿命。

马丁已经确定了如何使聚合物安全地涂在表面,在PEDOT上放置不同的官能团。只要在乙烯二氧噻吩(EDOT)单体上加入羧酸、醛或马来酰亚胺取代物,就可以制造多种功能的聚合物。

PEDOT薄膜:随意控制多巴胺,为你制造更多快乐

马来酰亚胺的功能特别强大,可以通过化学取代反应来制造特定功能的聚合物和生物聚合物。

将未取代的单体与马来酰亚胺取代的单体混合,可以得到一种具有多种功能的材料,该研究团队表示,目前可以在这些材料上附着肽、抗体或DNA。

只要说出你最喜欢的生物分子,原则上你就可以制作出含有任何你可能感兴趣的生物功能基团的PEDOT薄膜。

马丁介绍生物涂层

最近,马丁的小组制作了一种PEDOT膜,它附着了一种针对血管内皮生长因子(VEGF)的抗体。血管内皮生长因子刺激血管损伤后的生长,肿瘤劫持这种蛋白质以增加其血液供应。

该团队开发的聚合物可以作为传感器检测VEGF的过表达,从而在疾病发生的早期阶段检测到,只要你大开脑洞就会发现,这种PEDOT膜几乎无所不能。

想象一下,如果将神经递质放在这种聚合物上,就可以帮助治疗大脑或神经系统疾病。到目前为止,该团队已经制造了一种与多巴胺结合的聚合物,以及多巴胺功能化的EDOT单体变体,以后人体对多巴胺的控制可能更容易了,而多巴胺是很多快乐的源泉。

马丁说,这些生物合成的聚合物,将来很可能将人工智能与人类大脑结合起来。

如果能够定制这些材料在表面的沉积方式,然后将它们放入活体组织中,那很多生物活动都能被控制,人类将走向人机融合的新纪元。

要说人机融合,就不得不说下马斯克的Neuralink。

Neuralink即将把脑机接口植入人体内

前不久,马斯克也宣称Neuralink的脑机接口马上要开始人体测试。

Neuralink成立于2016年,是马斯克的神经技术公司,正在开发旨在直接与人脑交互的植入物。

马斯克称,Neuralink的脑机芯片除了用于解决大脑的疾病外,还可以用于恢复视力、听力和四肢运动。

该脑机接口设备将被直接植入颅骨中,以使电极线能够与大脑的某些区域相接,从而可以与人脑的各个部分进行交互。

马斯克说:「从原则上讲,它可以修复大脑有问题的任何东西」。

这不是马斯克第一次说要实现脑机融合了。

但脑机接口只是马斯克希望Neuralink能实现的一小步。从长远来看,他希望开发一种可以实现人类与AI之间「共生」的设备。

未来,只要植入一片薄膜,就能修复受损的大脑皮层,也可以通过意念让智能音箱播放音乐或控制空调温度,无需再使用遥控器。

PEDOT生物涂层、Neuralink的脑机接口等技术,将引导我们进入这样的未来。

参考链接:

https://www.sciencedaily.com/releases/2020/08/200817104315.htm

https://metro.co.uk/2020/08/18/cyborg-technology-just-took-step-closer-reality-13142896/

本文分享自微信公众号 - 新智元(AI_era),作者:新智元

原文出处及转载信息见文内详细说明,如有侵权,请联系 yunjia_community@tencent.com 删除。

原始发表时间:2020-08-24

本文参与腾讯云自媒体分享计划,欢迎正在阅读的你也加入,一起分享。

我来说两句

0 条评论
登录 后参与评论

相关文章

  • 【深度】谷歌、百度、IBM,哪个适合作为你的 AI 和机器学习平台

    【新智元导读】Zdnet 网站推出机器学习平台横向比较系列文章,以下内容分析谷歌、百度和 IBM 三家大公司 AI 实力,以及是否适合作为你的机器学习平台。谷歌...

    新智元
  • MIT华人教授发明神奇墨水,在小鼠大脑中植入3D打印柔软电极

    前几天,我们报道了“马斯克脑机接口有望今年人体测试”引发不少关注,今天分享来自麻省理工学院最新的黑科技——3D打印柔软大脑植入物。

    新智元
  • 【谷歌工程师机器学习干货总结】从表现力、可训练性和泛化三方面看2017年进展

    来源:blog.evjang.com 作者:Eric Jiang 编译:费欣欣 【新智元导读】本文是谷歌大脑工程师Eric Jiang的博文,结合当前监督、无监...

    新智元
  • 兼利通分析如何利用python进行网页代码分析和提取

    以小组为单元进行实验,每小组5人,小组自协商选一位组长,由组长安排和分配实验任务,具体参加实验内容中实验过程。

    用户7633552
  • 每日两题 T16

    设计并实现最不经常使用(LFU)缓存的数据结构。它应该支持以下操作:get 和 put。

    合一大师
  • 标书模板:结直肠癌肿瘤干细胞靶向疗法研究

    近年来,随着人口老龄化和生活方式的改变,结直肠癌发病率明显上升。目前全球范围内,结直肠癌是最常见的三大肿瘤之一。根据世界卫生组织的一项调查研究报告,中国结直肠癌...

    用户6317549
  • LeetCode-60-Permutation-Sequence

    同样是排列 组合的问题,这次不需要打印所有的排列了,只需要按照排列的顺序打印出第k个,很显然,思路不会是列出所有的排列,然后找第k个打印出来是吧。

    小二三不乌
  • 《利用Python进行数据分析·第2版》 附录A NumPy高级应用A.1 ndarray对象的内部机理A.2 高级数组操作A.3 广播A.4 ufunc高级应用A.5 结构化和记录式数组A.6 更多

    在这篇附录中,我会深入NumPy库的数组计算。这会包括ndarray更内部的细节,和更高级的数组操作和算法。 这章包括了一些杂乱的章节,不需要仔细研究。 A.1...

    SeanCheney
  • 美团外卖iOS多端复用的推动、支撑与思考

    美团外卖2013年11月开始起步,随后高速发展,不断刷新多项行业记录。截止至2018年5月19日,日订单量峰值已超过2000万,是全球规模最大的外卖平台。业务的...

    美团技术团队
  • muduo 超时重连

    EventLoop::runAfter() 向 EventLoop 中有一个 timerQueue 添加一个 timer 对象,并更新 loop 中的 time...

    forxtz

扫码关注云+社区

领取腾讯云代金券