大脑芯片能同时测量多种神经递质

实验示意图。图片来源：《美国国家科学院院刊》杂志

科技日报记者 刘霞

韩国高丽大学医学院研究团队成功研制出首款能同时实时测量几种大脑神经递质的大脑芯片，有望为大脑疾病开发新疗法。相关论文发表于新一期《美国国家科学院院刊》杂志。

神经递质对人脑功能至关重要，当神经递质的浓度低或高时，会导致各种脑部疾病。例如，大脑特定区域多巴胺水平的高或低会导致帕金森病和精神分裂症。但精确测量神经递质极具挑战性，尤其是同时测量多种神经递质，这阻碍了对不同神经递质之间相关性的探索。

鉴于此，研究团队开发出一款芯片，其可插入大脑特定区域，能同时测量神经递质和神经信号。这款大脑芯片，包含一个便于提取脑脊液的流体管，该流体管会被引导至集成传感器阵列，以实时观察流体中存在的各种神经递质。

此外，该芯片只有0.1毫米长，仅为传统的脑脊液提取探针的八分之一大，可最大限度减少脑组织损伤。

研究团队在小鼠身上测试了该大脑芯片，成功证明了前额叶皮层和丘脑区域（与精神分裂症相关的大脑区域）之间神经回路的功能连接，还证明这两个区域通过兴奋性谷氨酸进行神经元连接——当前额叶皮层受到刺激时，丘脑区域谷氨酸浓度随之增加。此外，团队还观察到了与谷氨酸神经元活动相对应的神经信号的变化。