研究人员已经开发出一种橡胶状纤维

可植入纤维对大脑研究大有裨益，它使科学家能够刺激大脑中的特定靶标并监测电反应。但是，在脊髓神经中进行类似的研究更为困难，这可能最终导致减轻脊髓损伤的治疗。那是因为脊椎会随着身体的移动而弯曲和伸展，而如今使用的相对较硬的脆性纤维可能会损伤脆弱的脊髓组织。

现在，研究人员已经开发出一种橡胶状纤维，它可以弯曲和拉伸，同时传递光脉冲(用于光刺激)和电连接(用于刺激和监测)。麻省理工学院的研究生Chi(Alice)Lu和Seongjun Park，Polina Anikeeva教授以及麻省理工学院，华盛顿大学和牛津大学的其他八位科学家在《科学进展》杂志的一篇论文中对这种新型纤维进行了描述。

卢说：“我想创建一种具有与组织相容的机械特性的多峰界面，用于神经刺激和记录。”作为更好地了解脊髓功能的工具。但是该设备必须具有可伸缩性，因为“在运动过程中，不仅脊髓弯曲而且还会拉伸。”显而易见的选择是某种弹性体，类似橡胶的混合物，但是这些材料中的大多数都不适合于纤维拉伸过程，纤维拉伸过程会将相对较大的一束材料变成比头发更细的线。

材料科学与工程系1942年职业发展教授安尼凯娃(Anikeeva)说，脊髓“在正常运动过程中会拉伸约12%”。“您甚至不需要陷入'低位狗'(瑜伽位置)就可以进行这种改变。”因此，寻找一种可以与之相称的材料可能会对研究产生重大影响。她说：“目标是模仿脊髓的伸展性，柔软性和柔韧性。”“您可以将伸缩性与橡胶相匹配。她说：“但是，抽橡胶很困难-大多数橡胶都融化了。”

“最终，我们希望能够使用类似的方法来对抗脊髓损伤。但首先，我们必须具有生物相容性，并且能够承受脊髓的压力而不会造成任何损害，”她说。

该团队将一种新开发的透明弹性体(可以用作光信号的波导)与由银纳米线网形成的涂层结合在一起，从而形成电信号的导电层。卢说，为了加工透明弹性体，该材料被嵌入聚合物包层中，从而使其能够被拉制成经证明具有高度可拉伸性和柔韧性的纤维。拉制过程后，覆层被溶解掉。

在整个制造过程之后，剩下的是带有导电，可拉伸纳米线涂层的透明纤维。“它实际上只是一块橡胶，但具有导电性，” Anikeeva说。她说，这种纤维可以拉伸至少20%至30%，而不会影响其性能。

纤维不仅可拉伸，而且非常柔软。她说：“它们是如此松散，您可以用它们来缝线并同时发光。”

卢说：“我们是第一个开发能够在自由移动的小鼠的脊髓中同时进行电记录和光学刺激的产品”。“因此，我们希望我们的工作为神经科学研究开辟新的途径。”进行脊髓损伤或疾病研究的科学家通常必须在研究中使用更大的动物，因为更大的神经纤维可以承受用于刺激和记录的更坚硬的导线。她说，虽然小鼠通常更容易研究并且可以在许多转基因菌株中获得，但以前没有任何技术可以将它们用于此类研究。

她说：“脊髓中有许多不同类型的细胞，我们不知道不同类型的细胞在受伤后对恢复或缺乏恢复的反应如何。”研究人员希望，这些新纤维可以帮助填补其中的一些空白。

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