神經(jīng)元細(xì)胞是神經(jīng)系統(tǒng)最基本的結(jié)構(gòu)和功能單位，基本功能是通過接受、整合、傳導(dǎo)和輸出信息實(shí)現(xiàn)信息交換。
在最新研究中，牛津大學(xué)哈根·貝利團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)出了一種合成材料，其作用方式與人類的神經(jīng)細(xì)胞類似。這種人工神經(jīng)細(xì)胞由水凝膠制成，直徑約為0.7毫米，比人類神經(jīng)細(xì)胞寬約700倍，但與魷魚體內(nèi)的巨大軸突相當(dāng)。它們的長度也可以達(dá)到25毫米，與從眼睛到大腦的人類視神經(jīng)的長度相似。
研究人員稱，當(dāng)光照在這種合成神經(jīng)細(xì)胞上時(shí)，會(huì)激活蛋白質(zhì)，將氫離子泵入細(xì)胞。這些帶正電荷的氫離子隨后通過神經(jīng)細(xì)胞，攜帶電信號(hào)。當(dāng)正電荷到達(dá)神經(jīng)細(xì)胞頂端時(shí)，它會(huì)使神經(jīng)遞質(zhì)化學(xué)物質(zhì)三磷酸腺苷（ATP）從一個(gè)水滴移動(dòng)到另一個(gè)水滴。在未來的研究中，研究人員希望能讓合成神經(jīng)細(xì)胞通過ATP信號(hào)與另一個(gè)神經(jīng)細(xì)胞相互作用，就像神經(jīng)細(xì)胞在突觸上相互連接一樣。
隨后，該團(tuán)隊(duì)將7個(gè)神經(jīng)細(xì)胞捆綁在一起，作為一個(gè)合成神經(jīng)并行工作。貝利說：“這使我們能夠同時(shí)發(fā)送多個(gè)信號(hào)，它們的頻率各不相同。這樣做的主要目的是通過同一途徑發(fā)送不同的信息。”
巴斯大學(xué)的阿蘭·諾加雷特表示，這項(xiàng)創(chuàng)新將在本世紀(jì)末改善人工視網(wǎng)膜等神經(jīng)植入物方面發(fā)揮重要作用，“在軟材料中模擬神經(jīng)活動(dòng)是朝著開發(fā)出無創(chuàng)腦機(jī)接口和解決神經(jīng)退行性疾病新療法邁出的重要一步”。
貝利希望最終能利用這些合成神經(jīng)細(xì)胞同時(shí)輸送不同類型的藥物，以更快、更精確地治療傷口，“利用光，我們可能會(huì)以一種特定模式釋放藥物分子”。
不過，貝利團(tuán)隊(duì)也指出，與真正的神經(jīng)細(xì)胞不同，新合成系統(tǒng)中沒有循環(huán)和創(chuàng)造新神經(jīng)遞質(zhì)的機(jī)制，因此這個(gè)神經(jīng)細(xì)胞只能工作幾個(gè)小時(shí)，人工神經(jīng)細(xì)胞還有很長的路要走。
