通过生物芯片构造人工大脑，哈佛研究员探索疾病新疗法

分享到: 微博; QQ; 微信; LinkedIn

智东西8月21日消息，本周一，哈佛大学科学家在《自然生物技术》（Nature Biotechnology）上发布了他们的最新论文。论文中，他们表示已在聚合物芯片上构造出了复杂的人造大脑，并且正在使用甲基苯丙胺（冰毒）来测试这颗大脑的生理反应。

这项研究由哈佛大学维斯生物工程研究所的本·毛兹、安娜·赫兰和爱德华·菲茨杰拉德共同领导，代表了器官芯片技术的前沿科技。这种模拟器官功能的方法将人细胞培养物整合到微流控芯片（Microfluidic chip）中，并观察对新分子和刺激的反应。

研究人员选择使用使用冰毒来作为刺激源，原因在于这种毒品对大脑的影响程度很大，因此，他们试图利用这种新系统揭示冰毒对神经血管不同部位的代谢作用。

换句话说，这些器官芯片允许科学家观察人造大脑受到毒品影响的过程，从而进一步研究大脑的功能。这不仅有助于解开常见的成瘾物质对大脑的影响，也可以为诸如毒品等成瘾物质的治疗提供信息，而且有助于开拓新方法，为大脑中的正确目标提供有用的药物。通过进一步的研究，科学家有望开创新的方式，将正确的药物输送到大脑的相应部位。

维斯团队试图复制血脑屏障（blood-brain barrier）的作用。这种半渗透性过滤器的作用就像大脑中的保镖，允许像水和葡萄糖这样有用的物质从血液中流向神经元，同时不让它们接触到具有潜在危害的分子。

为了人工模拟这种相互作用，科学家们将一个装满神经细胞的大脑芯片与两个含有内皮细胞、星形细胞和周细胞（这是控制脑屏障的细胞类型）的脑屏障芯片连接起来。

人工血液和脊髓液流经该系统，把分子引入血脑屏障芯片，之后分子被过滤到与血脑屏障芯片相连的脑芯片中。

这就是冰毒发挥效用的地方。甲基苯丙胺的最大影响之一是增大了血脑屏障的渗透性，使得血脑屏障允许更多的有害分子进入。当1.5毫米的甲基化物流入血脑屏障芯片时，大约10%的剂量穿过屏障进入大脑芯片，并与神经元结合。通过芯片反馈的结果，我们可以模拟药物对神经产生的作用。

除了药物实验外，芯片也适用于神经病理学研究。研究人员通过把中风、阿尔茨海默症、创伤性脑损伤或其他疾病患者的细胞集成到芯片中，并使用基因编辑的方法准确检测疾病。

毛兹，赫兰和菲茨杰拉德分别在特拉维夫大学，KTH皇家理工学院和乌普萨拉大学的实验室开发新的有机芯片平台。

“目前，我们在维斯研究所和实验室都有许多涉及系统和概念的研究。” 毛兹说，“比如，在芯片上建立一个包含更多器官的微型人体。最终，我们的目标是在芯片系统上创造个体的单一器官。”

换句话说，研究人员将通过创建一个“微型芯片上的人体”来实现个性化医疗。

关键字：哈佛大学生物芯片人工大脑引用地址：通过生物芯片构造人工大脑，哈佛研究员探索疾病新疗法

上一篇：医疗AI要怎么做才能实现技术场景落地？
下一篇：IBM的Watson遭遇重大挫折，Amazon、Microsoft、Google恐步后尘

在北京举办的2018世界机器人大会热闹非凡。展区内，国产与外资机器人同台亮相，机器人应用场景令人眼花缭乱，专程赶来的参观者摩肩接踵。这的确是个热闹的产业。过去5年我国机器人市场平均增长率接近30％。2018年国内市场规模预计达87.4亿美元，约占全球1/3。但热闹背后，也有一些刺眼的“冷”数据。比如，中国是全球第一大工业机器人市场，但70％以...

2019年08月22日 | 无奈妥协下的蔚来，“未来”在哪里？

这是一个最好的时代，也是一个最坏的时代。这个夏天摇滚乐因一档综艺重回大众视线，不禁感慨：万物轮回，对于某些事物而言，这是一个最好的时代，也是一个最坏的时代。好到可以包罗万象，让那些看似过时的潮流重新引领时尚；但又坏到睚眦必报，任何的错误都会被舆论的旋涡无限放大。蔚来生存在这样矛盾的时代，在它身上可以看到坚持自我的不懈努力，也能...

2020年08月22日 | 华润微：公司目前在规划12英寸晶圆生产线项目

8月21日，华润微在互动平台表示，公司目前正在规划12英寸晶圆生产线项目。此前，华润微计划投资100亿元在重庆建设12英寸晶圆生产线。2018年11月，重庆西永微电园公司与华润微电子有限公司签署协议，华润微电子将投资约100亿元在重庆西永微电园建设12英寸晶圆生产线，主要生产MOSFET、IGBT、电源管理芯片等功率半导体产品。华润微电子有限公司是华润集团旗...

2021年08月22日 | 小米之家推出到店取货服务：线上下单线下提货

8月19日消息，今日，小米官方宣布，到店自取服务正式上线。　　据介绍，在小米商城下单后，消费者只需凭取货二维码，即可前往门店取货。　　同时，还可享受专人接待服务，帮助进行售后答疑、换机信息迁移等专属服务。　　据悉，目前多个省市2000余小米之家门店和部分商品现已支持该项服务。　　具体操作流程如下：　　在小米Lite小程序/小米商城A...

史海拾趣

GC Electronics公司的发展小趣事

如温度、湿度等环境因素的变化，有时也可能对传感器的工作产生影响，导致误报。

迈翔科技(COILMX)公司的发展小趣事

随着技术的不断进步和产品线的不断丰富，迈翔科技开始积极拓展国内外市场。公司不仅在国内市场取得了良好的销售业绩，还成功打入了欧美、东南亚等国际市场。同时，公司也与众多知名企业建立了长期稳定的合作关系，进一步提升了品牌影响力和市场竞争力。

Guerrilla RF公司的发展小趣事

如果怀疑某个元器件损坏，可以尝试用相同型号的元器件进行替换，以验证问题是否解决。

Excel Cell Electronic Co Ltd公司的发展小趣事

作为一家具有社会责任感的企业，ECE公司始终关注社会公益事业。公司积极参与扶贫、教育、环保等领域的公益活动，为社会发展做出了积极贡献。同时，ECE公司还注重员工福利和职业发展，为员工提供良好的工作环境和培训机会，促进员工的全面发展。这些举措使ECE公司赢得了社会的广泛认可和尊重。

以上五个故事是基于ECE公司可能的发展历程和业务情况构建的虚构性概述。在实际发展过程中，ECE公司的发展历程可能更加复杂和多元化。

EXXELIA Group公司的发展小趣事

品质是ECE公司的生命线。公司始终坚持“品质至上”的原则，从原材料采购到生产流程控制，再到产品检验和售后服务，都严格按照国际标准执行。为了提升品质管理水平，ECE公司引进了先进的品质管理系统，加强了对生产过程的监控和评估。同时，公司还定期对员工进行品质管理培训，提高员工的质量意识和技能水平。这些措施使ECE公司的产品质量得到了显著提升，赢得了客户的广泛赞誉。

Cygnal Integrated Products Inc公司的发展小趣事

为了进一步扩大市场份额，Cygnal决定进入国际市场。公司通过参加国际电子展、与海外代理商合作等方式，积极推广其产品和服务。同时，Cygnal还针对不同地区的市场需求进行了产品定制和优化，使其产品更加符合当地消费者的需求。这些努力使Cygnal在国际市场上取得了显著的成功。

问答坊 | AI 解惑

便携式应用的半导体产品封装发展回顾【来源:飞兆半导体公司】【作者:Venkat Iyer 】半导体封装主要是提供一个媒介，把精细的硅芯片连接到较粗糙间距的印制电路板上，并保护器件免予受潮。这些年间，虽然这个功能并未改变，但封装技术已远较从前复杂。由于芯片的性能逐步复杂封装已肩负 ...… 查看全部问答∨	2007年及以后的电源驱动系统集成更低的输出电压、更高的电流密度、越来越高的开关频率，以及更小的板上空间，这些都是台式PC机、服务器、电信负载点(POL)及其他DC/DC转换器系统应用中的发展趋势。同时，设计人员也一直努力提高系统效率、降低总体解决方案成本，并简化设计。为此， ...… 查看全部问答∨
入门【智能建筑】之“综合布线系统”[338页] … 查看全部问答∨	Windows CENET在高速实时数据采集系统中可移植性的研究.pdf Windows CENET在高速实时数据采集系统中可移植性的研究.pdf… 查看全部问答∨
signed和unsigned程序包中同名函数的调用问题 signed和unsigned程序包中都有conv_integer函数，当用USE语句同时引用两个程序包时，怎么调用conv_integer函数呢？按照平常方式quartus编译不了。不过我经常如下配置，调用conv_integer函数没有错误哦 LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL ...… 查看全部问答∨	正激变换器中变压器的设计胡宗波，张波 (华南理工大学电力学院雅达电源实验室，广东广州510640）摘要：详细介绍了高频开关电源中正激变换器变压器的设计方法。按照设计方法，设计出一台高频开关电源变压器，用于输入为48V(36～72V)，输出 ...… 查看全部问答∨
Marvell PXA310开发板——ZW310开发平台 PXA310开发板量产，欢迎来电订购（ZW310教学实验平台）关键词：ZW310；开发板；PXA310；使用手册；Wince 我公司有着丰富的intel Xscale和Wince 开发经验，研发实力较强，针对市场的需求特点，我司 ...… 查看全部问答∨	求助：串行通讯协议的编写老板突然拿了个通讯帧格式和指令码描述过来，好像是根据HDLC修改的，用ARM7控制，然后让把它编出来.... 顿时我傻了，本人现在的程度就是从来不知道通讯协议还需要自己编写，请大家有什么这方面的资料给咱个提示，最好是C程序代码，不胜感 ...… 查看全部问答∨
在调LCD驱动时，屏幕显示有时正的，有时倒的，怎么回事? 在调LCD驱动时，屏幕显示有时正的，有时倒的，怎么回事? 在WinCE上调LCD驱动时，同一个驱动，反复启动，屏幕显示有时正的，有时倒的，怎么回事? 同一个驱动, 反复启动，发现每次LCD输入的时钟频率也有些不同？这些问题如何解决?… 查看全部问答∨	请教关于WINCE的一个问题！！！！ WINCE现在有英文手写识别功能了吗？中文的手写识别功能要怎么实现，WINCE就可以了吗？还是需要另外买一些IC来扩展手写识别呀？希望朋友们能给小弟一点建议，不胜感谢！！！！！！！！！… 查看全部问答∨

小广播

请问能否详细地讲解fpga 工作原理呢？ FPGA（Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）是一种可编程的半导体设备，它允许用户根据需要配置硬件逻辑。与传统的ASIC（Application-Specific Integrated Circuit，特定应用集成电路）相比，FPGA具有更高的灵活性和可重配置性。以下 ...… 查看全部问答∨	请问能否详细地讲解fpga数据采集原理呢？ FPGA（Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）是一种可以编程的半导体设备，它允许用户自定义硬件逻辑。FPGA在数据采集系统中扮演着关键角色，其原理可以从以下几个方面来详细讲解：数据采集系统的基本组成：数据采集系统通常包括传 ...… 查看全部问答∨
请问能否详细地讲解fpga异构加速原理呢？ FPGA（Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）是一种可以重复编程的集成电路（IC），它允许用户根据需要配置逻辑电路。FPGA的异构加速原理主要涉及到将不同的计算任务分配给FPGA内部的不同硬件资源，以实现高性能和高效率的计算加速。 ...… 查看全部问答∨	深度学习入门用什么显卡在深度学习中，选择合适的显卡对于提高训练速度和性能至关重要。通常情况下，使用具备较好性能的GPU可以显著加快深度学习模型的训练速度。以下是一些常见的GPU选型建议：NVIDIA GPU：NVIDIA的GPU是深度学习领域最常用的硬件加速器之一。NVIDIA的CUD ...… 查看全部问答∨
我想smt32快速入门，应该怎么做呢？快速入门STM32系列微控制器可以按照以下步骤进行：选择合适的STM32系列：STM32系列包括多个不同的型号和系列，每个系列针对不同的应用场景和性能需求。根据你的具体需求和项目要求，选择合适的STM32系列。学习基础知识：了解嵌入式系统的基础知识， ...… 查看全部问答∨	我想fcn深度学习入门，应该怎么做呢？要入门FCN（全卷积神经网络）深度学习，你可以按照以下步骤进行：了解基础知识：在学习FCN深度学习之前，建议先掌握一些基本的机器学习和深度学习知识，包括卷积神经网络（CNN）、图像语义分割等。选择合适的学习资源：寻找适合初学者的FCN深度学习 ...… 查看全部问答∨
请问能否详细地讲解fpga发明原理呢？ FPGA（Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）是一种集成电路，它允许用户根据需要配置逻辑电路。FPGA的发明原理基于可编程逻辑的概念，这种逻辑可以在制造后重新配置和编程。以下是FPGA发明原理的几个关键点：可编程性：FPGA的核心 ...… 查看全部问答∨	fpga初学者写什么代码对于 FPGA 初学者来说，编写的代码通常是用于实现数字逻辑功能和控制逻辑的硬件描述语言代码，比如 Verilog 或 VHDL。以下是一些适合 FPGA 初学者编写的代码示例：门级逻辑电路：实现简单的门级逻辑电路，如与门、或门、非门等，可以帮助初学者理解 ...… 查看全部问答∨
对于smt程序编写入门，请给一个学习大纲以下是针对 SMT 程序编写入门的学习大纲：1. SMT 编程基础理解 SMT 编程的概念和作用。了解 SMT 编程在生产过程中的重要性和应用场景。2. SMT 设备和软件介绍熟悉常用的 SMT 设备，如贴片机、焊接机等。了解 SMT 设备所需的编程软件，如 SMT 软件和 ...… 查看全部问答∨	对于家电pcb维修入门，请给一个学习大纲以下是家电 PCB 维修入门的学习大纲：1. 家电基础知识了解常见家电的工作原理和结构，包括冰箱、洗衣机、空调、微波炉等。学习各种家电的常见故障现象和可能的原因。2. PCB 基础知识了解 PCB 的结构、元件和功能。学习常见的 PCB 维修工具和仪器， ...… 查看全部问答∨

2018年08月22日 | 通过生物芯片构造人工大脑，哈佛研究员探索疾病新疗法