来源：NICHD/S. Jeong 中枢神经系统（大脑和脊髓）的损伤尤为严重，因为身体无法再生神经元来修复重要回路之间的连接并恢复功能。换句话说，损伤是永久性的，甚至可能是致命的。动物和人类的各种早期研究表明，神经再生研究领域正在取得进展。最近，佛罗里达州那不勒斯市一名 20 岁的男子参加了首个临床试验，以评估干细胞修复脊髓损伤的能力。但是，加拿大蒙特利尔麦吉尔大学的一个科学家团队正在采用一种完全不同的方法，为本已黯淡的预后带来希望。研究人员在实验室的培养皿中研究了大鼠的神经元，他们使用原子力显微镜和微小的聚苯乙烯球体，在两个神经元之间建立了人工连接。尽管这项工作是早期概念验证，但它可能为脑损伤和脊髓损伤患者的新型手术和疗法奠定基础。[embed]https://www.youtube.com/watch?v=xYdXdBQTBaU&feature=youtu.be[/embed]
神经元修复
原子力显微镜将附着在悬臂梁上的超细针或微探针拖过正在观察的物体。微探针在经过物体物理特征时，会像唱机针一样上下移动。激光测量悬臂的运动，以构建物体的图像。研究人员使用一种特殊的微探针抓住轴突（神经元连接大脑中其他神经元的那个部分），然后将其拉伸到培养皿的另一端，连接到另一个神经元。他们的微探针利用原子层物体之间微小的力来抓住聚苯乙烯球体，而球体又能够固定住轴突。你可以在上面的视频中看到探针后面拖着细长的轴突丝。该论文的资深作者 Peter Grutter 将这一过程比作拉开一根口香糖。在这种情况下，口香糖，也就是轴突，宽度大约是人类头发的 1/100。Grutter 在电子邮件中表示，正因为如此，研究人员在拉伸轴突和将其从探针上分离时都必须极其小心。总的来说，研究人员只将轴突拉伸了大约 1 毫米，与大脑的大小相比这是一个很小的跨度，但足以达到目的。研究人员认为，通过使用更大的培养皿，他们可以将人工神经连接的长度延长到几毫米。
实验前（左）和实验后（右）的图像显示了神经元之间拉伸的新连接。（来源：Grutter 团队/麦吉尔大学）
良好的连接
研究人员通过测量神经元的电势来测试人工连接。它对有机神经元的反应相似，表明合成网络是功能的。尽管该过程很复杂，研究人员表示，他们的方法创建神经元连接的速度仍然比我们身体快 60 倍。我们的大脑通过在我们组成的神经元之间形成越来越多的连接来增长复杂性和能力。新的经历、思想和记忆都在我们的大脑中创造出自己独特的连接。如果我们能够自行重塑神经网络，不仅可以修复因损伤而受损的神经网络，还可以创造出我们自己的。这项技术的实际应用还需要数年时间，但这种方法可以用于治疗因创伤性损伤导致大脑连接中断的患者，或者通过加强大脑的神经回路来治疗神经退行性疾病。短期内，这种方法为在实验室中生长和测试神经元网络以研究大脑工作原理提供了机会。作为一项额外的、更长远的设想，研究人员表示，他们的神经元缝合技术表明，有可能将电子电路编织到大脑中，以构建稳健的脑机接口。
