美国加州大学圣迭戈分校桑福德干细胞研究所研发了一种石墨烯介导的光刺激（GraMOS）新技术，能加速大脑类器官发育和成熟。这是一种安全、非遗传、生物相容且无破坏性的技术，能够在数天至数周内有效调控神经活动。该技术为理解阿尔茨海默病等神经退行性疾病如何破坏大脑回路提供了新视角，还能实现类器官对机器人设备的实时控制。相关研究成果发表于新一期《自然·通讯》杂志。
该技术能够在不改变细胞遗传密码的前提下，显著加快大脑类器官的成熟过程，从而为神经系统疾病的研究、脑机接口开发以及活体神经组织与技术系统的融合开辟全新路径。大脑类器官在研究神经系统发育和疾病机制方面具有重要价值。然而，这种类器官通常成熟缓慢。以往的神经刺激手段要么依赖基因改造，要么使用直流电刺激，而后者往往会对脆弱的神经元造成损伤。
GraMOS技术巧妙利用了石墨烯独特的光电特性，将光信号转化为温和的电刺激，从而促进神经元之间的连接与信息交流。这种方式模拟了真实大脑在自然环境中接收到的输入信号，能够在不使用侵入性手段的情况下推动神经网络的发育。研究显示，定期应用GraMOS可促使大脑类器官形成更牢固的神经连接、更有序的神经网络以及更高效的通信能力，这一效果在阿尔茨海默病患者来源的类器官模型中同样显著。这不仅有望缩短药物筛选和测试的时间周期，也对揭示神经退行性疾病的奥秘至关重要。
此外，在一项引人注目的概念验证实验中，团队将连接石墨烯的大脑类器官整合到一个配备环境传感器的机器人系统中。当机器人探测到前方障碍物时，会自动发送光信号刺激类器官，类器官随即产生特定的神经活动模式，触发机器人改变行进路线，整个感知—反应循环在短短50毫秒内完成。这一成果预示着未来可能出现的神经生物混合系统，活体神经组织将与机器人协同工作。
这项研究标志着石墨烯在神经科学、纳米技术和神经工程领域的应用取得重要突破，有望发展为研究神经退行性疾病和发育性脑病的强大平台，还可拓展至组织工程领域。
【总编辑圈点】
GraMOS有两大应用：首先，它能加速神经系统成熟，人们得以在更具生理相关性的模型中更快地观察疾病的发展过程；其次，与石墨烯界面结合的大脑类器官能够对外界环境作出响应，这种可塑性在AI领域展现出巨大潜力。可以说，石墨烯的多功能性与大脑类器官生物学特性的结合，正在重新定义神经科学的边界。这种融合不仅有助于深入理解大脑的工作机制，更可能催生全新的技术范式，推动从基础研究到AI和医疗工程的广泛变革。
美国加州大学圣迭戈分校桑福德干细胞研究所研发了一种石墨烯介导的光刺激（GraMOS）新技术，能加速大脑类器官发育和成熟。这是一种安全、非遗传、生物相容且无破坏性的技术，能够在数天至数周内有效调控神经活动。该技术为理解阿尔茨海默病等神经退行性疾病如何破坏大脑回路提供了新视角，还能实现类器官对机器人设备的实时控制。相关研究成果发表于新一期《自然·通讯》杂志。
该技术能够在不改变细胞遗传密码的前提下，显著加快大脑类器官的成熟过程，从而为神经系统疾病的研究、脑机接口开发以及活体神经组织与技术系统的融合开辟全新路径。大脑类器官在研究神经系统发育和疾病机制方面具有重要价值。然而，这种类器官通常成熟缓慢。以往的神经刺激手段要么依赖基因改造，要么使用直流电刺激，而后者往往会对脆弱的神经元造成损伤。
GraMOS技术巧妙利用了石墨烯独特的光电特性，将光信号转化为温和的电刺激，从而促进神经元之间的连接与信息交流。这种方式模拟了真实大脑在自然环境中接收到的输入信号，能够在不使用侵入性手段的情况下推动神经网络的发育。研究显示，定期应用GraMOS可促使大脑类器官形成更牢固的神经连接、更有序的神经网络以及更高效的通信能力，这一效果在阿尔茨海默病患者来源的类器官模型中同样显著。这不仅有望缩短药物筛选和测试的时间周期，也对揭示神经退行性疾病的奥秘至关重要。
此外，在一项引人注目的概念验证实验中，团队将连接石墨烯的大脑类器官整合到一个配备环境传感器的机器人系统中。当机器人探测到前方障碍物时，会自动发送光信号刺激类器官，类器官随即产生特定的神经活动模式，触发机器人改变行进路线，整个感知—反应循环在短短50毫秒内完成。这一成果预示着未来可能出现的神经生物混合系统，活体神经组织将与机器人协同工作。
这项研究标志着石墨烯在神经科学、纳米技术和神经工程领域的应用取得重要突破，有望发展为研究神经退行性疾病和发育性脑病的强大平台，还可拓展至组织工程领域。
【总编辑圈点】
GraMOS有两大应用：首先，它能加速神经系统成熟，人们得以在更具生理相关性的模型中更快地观察疾病的发展过程；其次，与石墨烯界面结合的大脑类器官能够对外界环境作出响应，这种可塑性在AI领域展现出巨大潜力。可以说，石墨烯的多功能性与大脑类器官生物学特性的结合，正在重新定义神经科学的边界。这种融合不仅有助于深入理解大脑的工作机制，更可能催生全新的技术范式，推动从基础研究到AI和医疗工程的广泛变革。
记者3月18日从兰州大学获悉，该校动物医学与生物安全学院郑海学教授团队解析了非洲猪瘟病毒（ASFV）在猪体内感染的靶细胞，以及在靶细胞内延长感染的机制。这项研究系统阐明了ASFV感染的细胞嗜性、 我国制氢加氢一体站建设有了团体标准。记者从中国石化获悉，为推动我国氢能交通产业发展，中国石化联合国内数十家氢能头部企业发布了国内首个《制氢加氢一体站技术指南》团体标准。该标准的制定 3月21日记者从中国科学技术大学获悉，该校物理学院张斗国教授课题组，提出并实现了一种基于矢量光场调控原理的动量空间偏振滤波器件。科研人员将该滤波器件安装于传统无标记光学显微镜的出射端， 再打一局游戏就睡，再刷几个视频就睡，终于放下手机，关灯睡觉了……结果翻来覆去睡不着，半夜醒来再也睡不着，为什么明明睡着了，睡眠质量却不高？3月21日是世界睡眠日，最新发布的《2024中国 3月24日，据央视财经消息，在今天开幕的中国发展高层论坛2024年年会现场，苹果公司首席执行官蒂姆·库克回应记者提问表示，苹果公司的Apple Vision Pro头显产品将在今年年内于中国市场上市， “人工智能作为数字新基建重点建设方向，前景广阔，大有作为。今年的政府工作报告更首次提出开展‘人工智能+’行动，无疑将为人工智能技术在国内各行各业的广泛应用开启新篇章。”3月22 。本文链接：石墨烯介导—— 光刺激新技术能加速大脑类器官成熟http://www.sushuapos.com/show-2-13531-0.html
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