《Cell》纳米传感器可帮助推进脊髓疾病和损伤的治疗

莱斯大学神经工程师团队开发了一种传感器，可以记录自由移动动物模型中脊髓神经元的活动。

植入技术极大地提高了我们研究甚至调节大脑神经元活动的能力，但脊髓神经元的实际活动却更难研究。

莱斯大学神经工程师团队正在致力于解决这一问题，其研究员 Yu Wu 表示：“如果我们能够准确了解脊髓中的神经元如何处理感觉和控制运动，我们就可以开发出更好的脊髓疾病和损伤治疗方法。”

研究者开发了一种微型传感器spinalNET，它可以记录受试者在不受任何限制的情况下进行正常活动时脊髓神经元的电活动，能够提取此类信息是为数百万脊髓疾病患者开发治疗方法的第一步，但也是重要的一步。

该研究成果发表在《细胞报告》上。

根据这项研究，该传感器被用于长时间、高分辨率地记录自由移动小鼠脊髓中的神经元活动，甚至可以在多天内追踪同一个神经元。

到目前为止，脊髓或多或少还是一个黑匣子，问题是脊髓在正常活动中移动得太多。每次你转头或弯腰时，脊髓神经元也在移动。”

莱斯大学研究科学家Yu Wu 手持 spinalNET，这是一种比头发宽度小一百倍的传感器，几乎和神经组织一样柔软

在此类运动中，植入脊髓的刚性传感器不可避免地会干扰甚至损坏脆弱的组织。然而，SpinalNET 的宽度比头发的宽度小一百倍以上，这使其非常柔软和灵活——几乎和神经组织本身一样柔软。

这种灵活性赋予了它稳定性和生物相容性，让我们能够在脊髓运动过程中安全地记录脊髓神经元，利用 spinalNET，我们能够从数百个神经元中获得低噪声信号。

脊髓在控制运动和其他重要功能方面发挥着关键作用，在不受约束的运动过程中以精细的空间和时间分辨率记录脊髓神经元的能力为了解实现这一目标的机制提供了一个窗口。利用 spinalNET，研究人员能够确定中枢模式发生器（可以在没有特定时间信息的情况下产生有节奏的运动模式（例如行走）的神经回路）中的脊髓神经元似乎参与的不仅仅是有节奏的运动。

“其中一些神经元与腿部运动密切相关，但令人惊讶的是，许多神经元与运动没有明显的相关性，”Wu说。“这表明控制节律运动的脊髓回路比我们想象的要复杂得多。”

研究人员表示，他们希望在未来的研究中帮助解开其中的一些复杂问题，解决诸如脊髓神经元处理反射运动（例如受到惊吓）与意志行为之间的差异等问题。

除了科学见解之外，我们相信随着技术的发展，它作为治疗脊髓神经系统疾病和损伤患者的医疗设备具有巨大潜力。

文章来源：《Cell Reports》

https://www.cell.com/cell-reports/fulltext/S2211-1247(24)00527-8#%20