作者:徐徐 来源:科学网 www.sciencenet.cn 发布时间:2016/9/4 17:42:13
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纳米机器人可像蝙蝠一样搜寻脑肿瘤

 

研究人类大脑最深处区域绝非易事,而在大脑中爬行的微型机器人或许能帮上忙。

这是一个诱人的想法,但问题在于如何指挥此类纳米机器人在大脑中穿梭。一种方法是通过编程让它们像捕猎食物的蝙蝠一样搜寻。全世界的工程师正致力于研发各种设计的纳米机器人,尤其是能在人体内释放药物的机器人。来自希腊国立雅典理工大学的Panagiotis Katrakazas则对利用它们探测发生在大脑深处并且很难在大脑扫描中发现的脑损伤更感兴趣。

“我的想法是将纳米机器人注射进体内,从而查明损伤的具体位置。随后,伤口会通过药物或外科手术接受针对性的治疗。”Katrakazas介绍说,他的团队正在研发可沿着神经元爬行的纳米机器人。它们会“捏”一下神经元,看其是否健康——健康神经元会用电信号作出应对,受到损伤的神经元则不会。

不过,最大的挑战在于让纳米机器人以一种协调的方式移动。Katrakazas转向一种描述蝙蝠群集行为的算法寻求帮助。该算法由其他研究人员创建,利用了蝙蝠在导航和寻找猎物时释放的声波信号。Katrakazas团队改编了算法,并将其用于类似于脑电图描记器的设备。该设备能戴在人的头上,并且以类似方式释放声波信号。

该团队希望,这种信号模式能指挥纳米机器人在大脑中穿行。通过利用仿真对这种方法进行测试,研究人员发现,在几分钟内找到一个小型肿瘤仅需要4个机器人。Katrakazas在日前于美国佛罗里达州奥兰多市举行的IEEE医学与生物学工程学会上报告了这一成果。

不过,在人类大脑中测试这些像蝙蝠一样的纳米机器人还有很长的路要走。来自英国谢菲尔德大学的Roderich Gross表示,首要的问题是目前尚不清楚哪种技术能使此类微型设备感知并释放声波信号。(徐徐)

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