神經(jīng)領(lǐng)域的熱門技術(shù)

大腦是如何工作的?這是一個(gè)持續(xù)推動(dòng)研究人員尋找答案的問(wèn)題。研究人員正基于一些最新的研發(fā)成果，進(jìn)一步深入地為大量復(fù)雜問(wèn)題尋找解決方案。

去年，NeuroPace公司向FDA申請(qǐng)批準(zhǔn)采用大腦植入來(lái)治療癲癇病。該公司有望很快就能獲準(zhǔn)使用其RNS系統(tǒng)。RNS是一種利用反應(yīng)性大腦的神經(jīng)刺激的新興研究器件，可以顯著降低有普通癲癇病(這種病很難通過(guò)藥物治療)的人群的發(fā)作頻率。

“我認(rèn)為，在接下來(lái)的十年里，各種閉環(huán)和開環(huán)大腦刺激器件會(huì)替代有創(chuàng)性外科手術(shù)，”NeuroPace公司首席醫(yī)務(wù)官M(fèi)artha Morrell表示。

這種器件是眾多仍在研究階段的神經(jīng)外科植入體中的其中一種，它的作用是減輕和治療從疼痛處理、抑郁癥到帕金森癥和阿爾茨海默氏病等各種疾病。NeoStim和Trifectas Medical公司只是眾多從事此領(lǐng)域研究的公司中的其中兩家。

去年發(fā)起的CSI(中樞神經(jīng)系統(tǒng)成像)歐洲項(xiàng)目致力于提高腦部疾病的診療水平，同時(shí)降低相關(guān)的診療費(fèi)用。該項(xiàng)目有望在用于傳感、計(jì)算和設(shè)備平臺(tái)的最新3D醫(yī)療成像平臺(tái)領(lǐng)域取得長(zhǎng)足的進(jìn)步。該項(xiàng)目的會(huì)員包括領(lǐng)先的歐洲電子公司、大學(xué)和科研中心。

南佛羅里達(dá)大學(xué)的研究人員正在用腦部深度刺激術(shù)來(lái)治療原發(fā)性震顫。原發(fā)性震顫會(huì)影響手、頭部和聲音，比帕金森癥普遍三倍。這種主要是遺傳引起的神經(jīng)系統(tǒng)疾病可能會(huì)導(dǎo)致無(wú)法控制的搖動(dòng)，進(jìn)而影響正常的日?；顒?dòng)。

根據(jù)這些研究人員的報(bào)告，這種技術(shù)可以使77%做過(guò)此刺激術(shù)的病人在治療后的一年后就不再需要使用后續(xù)的藥物治療了。這種治療采用一種類似于起搏器的植入式裝置，通過(guò)電脈沖刺激大腦的目標(biāo)部位，從而阻止或者修正引起震顫的不正常神經(jīng)信號(hào)。FDA于1997年批準(zhǔn)進(jìn)行此類治療。

微流體

微流體技術(shù)在植入式裝置和芯片實(shí)驗(yàn)室技術(shù)領(lǐng)域正在獲得穩(wěn)步提升。許多芯片實(shí)驗(yàn)室開發(fā)都在專注于提供低成本、高精度和快速的血液診斷方法來(lái)檢測(cè)癌癥。事實(shí)上，這也是旨在通過(guò)血液檢測(cè)癌癥的Miracle(單一循環(huán)和擴(kuò)散的腫瘤細(xì)胞的磁性隔離和分子生物學(xué)分析)項(xiàng)目的目標(biāo)，該項(xiàng)目是去年由比利時(shí)的IMEC及其合作伙伴發(fā)起的。

在另一個(gè)開發(fā)領(lǐng)域中，東京大學(xué)研發(fā)出的新興裝置就是基于這種微流體技術(shù)，該裝置可以模擬食物和口服藥物流經(jīng)人體時(shí)經(jīng)歷的過(guò)程。其開發(fā)人員認(rèn)為，這種裝置對(duì)藥物篩選和化學(xué)藥品風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估等應(yīng)用非常有用。

這些開發(fā)人員設(shè)計(jì)了一個(gè)三站式器官旅程，在這段旅程中，微型腸道和微型肝臟吸收化學(xué)藥品，并產(chǎn)生代謝，然后將其傳送到乳腺癌細(xì)胞——目標(biāo)組織。它們將這三個(gè)器官的細(xì)胞收集到一個(gè)尺寸為7.5×2.5cm2的玻璃和塑料的微流體芯片上。樣本通過(guò)一個(gè)入口進(jìn)入細(xì)胞中，從而按順序進(jìn)入這三個(gè)器官腔內(nèi)。結(jié)果在輸出端測(cè)得。

其中一個(gè)比較有名的微流體給藥裝置是Debiotech與意法半導(dǎo)體采用Debiotech的微流體MEMS技術(shù)聯(lián)合開發(fā)的Jewel胰島素泵。(該裝置正在等待FDA的批準(zhǔn)。)這種胰島素泵可以安裝在一次性皮膚貼布上，從而連續(xù)輸注胰島素。這種裝置的出現(xiàn)，預(yù)示著糖尿病患者的治療效率和生活質(zhì)量將得到顯著提高。

智能輸液泵是一種非常復(fù)雜的裝置，它需要非常細(xì)心地考慮到設(shè)計(jì)的各個(gè)方面。最近FDA經(jīng)過(guò)對(duì)這類輸液泵進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，在其收到的56,000份與使用輸液泵相關(guān)的醫(yī)療器材報(bào)告中(五年時(shí)間內(nèi))，一半以上的問(wèn)題是由于用戶錯(cuò)誤引起的，其中軟件錯(cuò)誤比較普遍。

FDA揭露了病人在正確設(shè)置和其它事項(xiàng)方面的教育有所欠缺的問(wèn)題。不過(guò)，FDA也高度評(píng)價(jià)了這種輸液泵所采用的技術(shù)，并聲稱，出現(xiàn)問(wèn)題的原因更有可能是用戶錯(cuò)誤，而不是設(shè)備存在缺陷。

倫敦帝國(guó)學(xué)院生物技術(shù)中心的研究人員決定采用仿生技術(shù)，通過(guò)仿生胰腺簡(jiǎn)化胰島素注射。仿生技術(shù)就像自然的胰腺器官一樣，依靠?jī)煞N激素的細(xì)胞群體工作：β細(xì)胞在血糖高時(shí)隱藏胰島素，而α細(xì)胞在血糖低時(shí)釋放一種名為胰高血糖素的激素。這兩種細(xì)胞都進(jìn)行了芯片形式的仿真。

研究人員設(shè)計(jì)的元件由一個(gè)刺入皮膚的電化學(xué)葡萄糖傳感器、一個(gè)微芯片和兩個(gè)戴在身上的小泵(每種激素一個(gè))組成。傳感器每五分鐘檢測(cè)血糖水平，并根據(jù)血糖水平通過(guò)信號(hào)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，從而激活各個(gè)相應(yīng)的泵。馬達(dá)會(huì)在需要時(shí)推配藥注射器。

聞、呼吸、觸摸、聽和看都可以采用電子裝置技術(shù)作為基本的診療構(gòu)建平臺(tái)進(jìn)行詳細(xì)的監(jiān)測(cè)。這些研發(fā)成果已觸手可及，因此對(duì)提高人類醫(yī)療水平的影響也必然會(huì)具有歷史性的意義。