科學家研發新量子材料 有助警示神經疾病 未來或能下載記憶

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美國普渡大學(Purdue University)與阿貢國家實驗室(Argonne National Laboratory)的研究人員上周三(10日)在期刊《自然通訊》(Nature Communications)上發表一項關於新量子材料「SmNiO3」的研究,這材料可用於檢測神經系統疾病如柏金遜症(Parkinson's Disease)等,因為它對這些疾病的早期徵兆更敏感,而且有能力將大腦的離子化學信號轉換成可由電子設備所理解釋的電子信號,有朝一日甚至能下載整個人腦的資料。

研究人員利用葡萄糖及多巴胺(dopamine)來測試該量子材料,一般而言,大腦中多巴胺的數量並不高,比較難以探測,而柏金遜症患者的數量則更低。研究人員說,這材料比起目前用在動物身上探測多巴胺數量的方法要敏感9倍,並指它會如此敏感,是因為一種名為「相關電子」(correlated electrons)之間的相互作用力很強。

研究人員起初是在該材料進行葡萄糖測試時,發現其氧化物會透過一種酵素抓取葡萄糖中的氫元素,而在由一隻老鼠腦切片所釋放的多巴胺亦有相同情況。該材料對氫元素的強大吸引力,容許它在沒有電源的情況下提取原子,普渡大學材料工程教授拉馬納坦(Shriram Ramanathan)對此稱,「這還有助探測尚未有人考察過的環境。」

研究人員亦表示,該材料還能感應到其他不同分子的原子,並不止葡萄糖及多巴胺,而下一步就是想辦法讓該材料與大腦進行溝通。普渡大學工程學院博士後研究員、研究第一作者張海天(Hai-Tian Zhang,音譯)說,「電子設備透過電子來思考,人腦則透過離子來思考,而研究目標就是去連接兩者,這種材料幫助我們找出那座可能的連接橋樑。」

拉馬納坦亦表示,「想像把一個電子設備放入大腦,當大腦的自然功能開始退化,人依然能夠通過這個設備獲取記憶。我們能充滿信心地說,若要建造能夠儲存和傳輸記憶的電腦設備,這種材料就是一個潛在的方向。」

(綜合報道)



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