已故的美国演员克里斯多福李维 (Christopher Reeve) 是 1978 年开始电影“超人”系列的主角，这位高大英挺帅气的超人后来居然因为马术比赛受伤，颈部以下完全瘫痪。面对这种神经系统受损却难以治疗的现状，瑞士科学家发明一种结合电子工程制造出的人工神经，不但让实验中的老鼠站了起来，也能接收到脑部发出的电传导讯号，生物相容性比以往更高，未来颇具发展潜力。
生物科技结合电子工程
在这项发表在“科学”杂志的研究中，瑞士洛桑联邦理工学院研究团队提出“电子硬脑膜植入物”(e-Dura Mater implant)，可以模拟保护我们大脑与脊髓的硬脑膜（注），不但可以弯曲也可以伸直，同时保护内部线路与流体物质不受干扰。他们将植入物包裹在老鼠的脊髓周围，并且传送电子讯号，结果发现可以让瘫痪老鼠的腿移动。他们也输送了一些化学物质强化这个效果，两个月后，他们发现老鼠的组织还是有部分受损的情形，但比起传统电极材料的影响要少很多。
电子硬脑膜技术重要的地方在于，在身体里面一般线路用了一阵子就会失效，是因为他们会造成组织损坏、发炎或排斥反应，这也是这个团队中学者 Gregoire Courtine 先前的研究没有办法持续下去的原因；但电子硬脑膜比一般线路更柔软，可以长期植入到会活动的生物体内，生物相容性比较高。
此外，它可以植入到硬脑膜下方，可以直接与神经组织互动，不像其他的植入物都是在硬脑膜外侧。
在这次的研究中，Courtine 找上电子工程师 Stéphanie Lacour 以解决他面对的老问题。Lacour 以聚合物为基础材料做成厚度只有 35 奈米的载体，用可以很柔软的金做为电传导的线路，电极上则包覆铂，同时也具有微通道功能，可以输送药物等流体化学物质，整个功能就很类似脊髓里的样子。
▲电子硬脑膜技术对于受伤而全身瘫痪的超人演员克里斯多福李维类型的病人，将有治疗潜力。（图片来源：schwa23 via photopin cc）
也可接收大脑发出的讯号
实验还有第二阶段，研究团队把电子硬脑膜接在老鼠的大脑运动皮质区，看看当老鼠想要移动自己的腿或是站着不动时，运动皮质区会发出什么讯号，结果这款植入物确实能收到讯号。Lacour 表示，这代表装置能够接收大脑发出的讯息，如此就能够精确衡量或纪录大脑的运作。
实验最后一个部分则是探究电子硬脑膜与运动神经之间的运作。研究团队先让一些老鼠模拟成因外伤而造成的脊髓受伤病况，再把装置植入到受伤的部位，并且给予电传导刺激及输入血清素。几个星期后，老鼠在外部持续发送电传导讯号的情形下，可以开始走路了，也就是说，老鼠的腿是接受人工讯号，而不是来自老鼠的脑部。
这些实验成果无疑地将给治疗脊髓受损而瘫痪的病人带来重大影响，而许多牵涉到神经传导技术的研究，例如用大脑控制义肢、治疗脑部损伤等，带来新的线索与希望，不过这些都还有一段长路要走，至少就如 Lacour 所说“先想办法把老鼠外接的线路拿掉再说”。
（首图来源：EFPL）
注释
脑部与脊髓的神经细胞很脆弱，必须要有足够的脑膜组织保护，硬脑膜 (Dura Mater) 是脑膜中最外面的一层，也是最坚韧的一层，可以固定脑部的位置，避免因为移动而扯断了连结脑部的血管。（回到本文）
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