《自然》論文：模擬組織柔軟感測器可實時監測大腦腸道神經遞質

在手指上拉伸的Neurostring（圖源：論文作者團隊）。 施普林格·自然 供圖

中新網北京6月2日電 （記者 孫自法）國際著名學術期刊《自然》最新發表一篇材料科學論文，研究人員描述了一種模擬組織的柔軟感測器，可用於實時監測大腦與腸道的神經遞質。透過研究小鼠的腸道-大腦交流已表明這種感測器的能力，或有望實現其他身體柔軟器官的生物分子感測。

該論文介紹，神經遞質在人體內各種過程和系統中起到重要作用，監測其動力學對於理解神經元及其目標間交流十分重要。不過，在活體動物和人類體內研究生物化學訊號傳輸的工具仍十分有限且不發達。目前的探針通常堅硬易碎，導致早期裝置故障或嚴重炎症反應，特別是在一直活動的器官如大腦與腸道中。

為應對這一挑戰，論文共同通訊作者、美國斯坦福大學鮑哲南和陳曉科與同事合作，設計出一種柔性可延展、基於石墨烯的電化學感測器，命名為“NeuroString”，它可以同時並針對性地實時檢測大腦和腸道內的多種神經遞質。

在小鼠結腸中的Neurostring（圖源：論文作者團隊）。 施普林格·自然 供圖

他們發現，NeuroString可以檢測小鼠神經遞質訊號長達16周，展現出優越的長期神經化學檢測穩定性。在一個概念驗證實驗中，研究者利用NeuroString感測器檢測餵食小鼠巧克力之後，大腦和腸道神經遞質濃度的變化。兒茶酚胺和5-HT（5-羥色胺）都是參與調控認知過程和腸道功能的重要神經遞質。他們檢測到攝入巧克力數秒之後兒茶酚胺在腦中釋放，觀察到結腸內5-羥色胺在30-60分鐘內增加，與食物透過胃腸道的典型運送時間一致。這一結果表明使用NeuroString瞭解神經遞質機制及其在腦-腸軸中作用的潛力。

論文作者總結認為，NeuroString的進一步研發計劃旨在使其能夠以更好的選擇性檢測不同分子，結合其卓越的生物相容性和靈敏度，NeuroString平臺或可成為在靈長動物體內研究各種訊號傳遞生物分子和電生理訊號的有力工具。（完）

【編輯：劉歡】