脑机接口新「胶水」问世，人机融合「半机器人」新突破

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  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/