無線超聲波神經感測器「神經塵」

美國加州大學柏克萊分校發明了一項名為神經塵(neural dust)的感測系統，感測器的大小只有1立方毫米，可以植入神經或肌肉，且其功能已在活體大鼠上得到驗證。只有如同沙子般大小可植入於體內的神經塵感測器，由壓電晶體、積體電路及一對電極組成，當外部傳感器發射的超聲波擊中壓電晶體，壓電晶體將聲波振動的機械能轉換成電能為電路供電。兩個電極紀錄到細胞外的電壓變化，其產生的電流使壓電晶體振動發生改變，外部傳感器紀錄到這些變化就可以重建電生理訊號。

神經塵使用超聲波而非電磁波作為無線傳輸有幾項優點。聲速較光速慢，相同的頻率超聲波的波長短得多，也因此有較好的解析度，超聲波在組織中的衰減也小於電磁波。然而神經塵目前也有技術限制。感測器1毫米的尺寸安裝在周圍神經系統上是可接受的大小，但不將尺寸縮減到500微米以下是無法安裝在中樞神經系統如大腦中的。此外目前的系統只使用單個感測器，尚未能夠同時使用複數個感測器。目前此項研究仍致力於將設備微型化以及材料的開發以具備更高的生物相容性，但我們已經可以想見將微型機械植入的神經系統與外部溝通訊息已經不是遙不可及的未來了。

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撰文者：高暐哲

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參考文章：

Sprinkling of neural dust opens door to electroceuticals

http://news.berkeley.edu/2016/08/03/sprinkling-of-neural-dust-opens-door-to-electroceuticals/

原始論文：

Dongjin Seo et al. (2016). "Wireless Recording in the Peripheral Nervous System with Ultrasonic Neural Dust" Neuron

https://doi.org/10.1016/j.neuron.2016.06.034