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普通细胞也能“发电”？科学家发现细胞通过膜运动产生电信号我们常以为只有神经元能产生电信号，但最新研究揭示，普通细胞本身也能通过微小的膜运动生成类似电压尖峰的电信号

Wed, 24 Dec 2025 23:01:03 GMT

普通细胞也能“发电”？科学家发现细胞通过膜运动产生电信号

我们常以为只有神经元能产生电信号，但最新研究揭示，普通细胞本身也能通过微小的膜运动生成类似电压尖峰的电信号。这些信号可能驱动离子运输，并参与调控细胞的关键功能。研究人员通过实验观察到，细胞膜上的分子活动会引发短暂的电压变化，这种“自发电”机制可能为设计仿生智能材料提供新思路。

研究发现，这种电信号并非随机产生，而是由细胞内的主动分子过程调控，与细胞膜的结构和功能状态密切相关。它不仅为理解细胞通讯提供了新视角，也可能解释一些此前难以解释的生物现象。

这项研究虽为初步发现，样本量有限，仍需更多实验验证其普遍性和具体机制。未来若能深入解析这一过程，有望在生物传感器和仿生材料领域带来突破。

普通细胞也会“充电”了？

来源：PNAS Nexus

#细胞生物学 #电信号 #生物材料 #分子机制

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科学家研发出世界首款三维水凝胶半导体晶体管，打破电子与生命系统间的维度鸿沟传统晶体管作为现代电子技术的基础，一直面临着与生物系统融合的挑战——电子设备是刚性、平面的二维结构，而生物组织则是柔软、不规则的三维形态

Tue, 25 Nov 2025 00:00:15 GMT

科学家研发出世界首款三维水凝胶半导体晶体管，打破电子与生命系统间的维度鸿沟

传统晶体管作为现代电子技术的基础，一直面临着与生物系统融合的挑战——电子设备是刚性、平面的二维结构，而生物组织则是柔软、不规则的三维形态。2025年11月20日，香港大学与剑桥大学研究团队在《Science》发表突破性研究，成功研制出世界首款三维水凝胶半导体晶体管，调制厚度达毫米级别，同时具备生物组织级别的柔软度和生物相容性。

研究团队通过创新的双网络水凝胶系统设计，将多孔次级水凝胶作为3D模板，引导初级氧化还原活性导电水凝胶的3D组装。通过相工程确保形成连续的PEDOT+相，将导电率从0.9 S/cm提升至100 S/cm；同时精确控制孔隙率在5%-90%范围内，为离子传输创造最佳条件。实验显示，这种3D水凝胶晶体管在相同1毫米厚度下，开关比达到约10^4，比参考OECT高出三个数量级，且体积电容与厚度保持线性关系直至毫米级别。

这项研究首次实现了在毫米尺度上同时控制软物质的电子、离子和机械性能，为脑机接口、生物混合传感和神经形态计算等先进生物电子系统铺平了道路。研究团队已利用这种材料构建出3D神经形态电路，在手写数字识别任务中实现了91.93%的准确率，即使在30%应变情况下仍保持高预测精度。这一突破不仅重新定义了电子与生命融合的未来图景，也为新一代生物集成电子设备开辟了无限可能。

以后电子设备也能和大脑"软"和谐相处了🧠💕

来源：Science

#水凝胶半导体 #三维晶体管 #生物电子学 #脑机接口 #材料科学突破

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给虚拟大脑请位“AI调音师”：新算法让生物模拟不再靠猜想要在电脑里造一个逼真的“虚拟大脑”，最难的不是画出结构，而是调参

Wed, 19 Nov 2025 03:29:33 GMT

给虚拟大脑请位“AI调音师”：新算法让生物模拟不再靠猜

想要在电脑里造一个逼真的“虚拟大脑”，最难的不是画出结构，而是调参。真实的神经元极其复杂，拥有成千上万个控制离子流动和电化学反应的微小开关，过去科学家为了让模型符合生物学实验数据，只能像盲人摸象一样，依靠遗传算法进行低效率的随机试错。这种方法一旦遇到拥有数百万突触的大型网络，计算量就会大到令人绝望，导致神经科学模型往往难以兼顾规模与精度。

Nature Methods上最近发表了一个名为JAXLEY的新工具，它给生物模拟器装上了AI的“大脑” 。该工具创造性地将深度学习的核心技术自动微分和反向传播引入生物物理模拟。计算机能通过计算梯度，精确知道如何微调每一个离子通道或突触参数来减少误差。实验显示，JAXLEY能同时优化拥有10万个参数的精细神经元网络，甚至能训练这些完全遵循生物定律的数字神经元去执行识别手写数字等任务，效率比传统方法快了几个数量级。

这项突破架让科学家首次能用AI的高效优化能力，去驾驭极其复杂的生物物理细节。这意味着我们终于有能力构建大规模、数据驱动的精细大脑模型，从而深入研究微观结构如何涌现出宏观功能。不过，虽然工具强大，科学家仍需警惕数学上的最优解可能并不唯一，因为在真实的生物系统中，往往存在多种不同的参数组合能产生相似的生理功能。

血肉苦弱，机械飞升🫡

来源：Nature Methods

#计算神经科学 #可微模拟 #生物物理建模

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受蚯蚓启发，中国科学家研发可在体内移动、在体内长期存留的“神经蠕虫”电极受蚯蚓启发，中科院深圳先进技术研究院团队成功研制出一种名为“神经蠕虫”（NeuroWorm）的可植入柔性微纤维生物电子设备

Tue, 23 Sep 2025 01:06:05 GMT

受蚯蚓启发，中国科学家研发可在体内移动、在体内长期存留的“神经蠕虫”电极

受蚯蚓启发，中科院深圳先进技术研究院团队成功研制出一种名为“神经蠕虫”（NeuroWorm）的可植入柔性微纤维生物电子设备。这项于9月17日发表于《自然》杂志的研究，介绍了一种柔软、可拉伸且能在生物组织内主动移动的全新传感平台。

该设备通过将二维薄膜电路卷曲成纤维状，并在尖端集成微型磁珠，从而实现外部磁场精准操控。它集成了多达60个通道，能同时监测神经电信号和组织机械形变。与传统固定式电极不同，“神经蠕虫”能通过微小切口植入，并在大脑或肌肉组织中灵活移动，动态靶向所需监测的位点，避免了因错位或目标漂移导致的二次手术风险。

动物实验结果显示，“神经蠕虫”在大鼠体内实现了超过43周的稳定生物电信号监测。植入54周后，其周围的纤维组织包裹层厚度不足23微米，远优于传统刚性电极，展现出极佳的长期生物相容性。这项技术将推动植入式生物电子学从静态探测向主动、智能化的新阶段发展。

以后身体里装个电极，还能遥控它到处溜达，太赛博朋克了，就是这灵感来源……有点接地气。

来源：Nature

#生物电子学 #柔性电极 #脑机接口

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“精子特种兵”申请出击！微型机器人在医学领域潜力巨大，但常面临磁响应性、成像可见性和细胞毒性难以兼顾的困境

Fri, 05 Sep 2025 07:52:45 GMT

“精子特种兵”申请出击！

微型机器人在医学领域潜力巨大，但常面临磁响应性、成像可见性和细胞毒性难以兼顾的困境。发表在《npj Robotics》上的一项研究为此提供了精妙的解决方案：研究人员利用静电自组装技术，为失去活性的精子细胞包裹上超顺磁性氧化铁纳米颗粒“外衣” 。这就将精子转化成了一种可被远程遥控、实时追踪且生物相容性良好的“生物混合机器人” 。

该研究首次实现了在 X 光透视引导下，对这种微型机器人的同步无线驱动和定位。在一个根据真实 MRI 数据 3D 打印的女性生殖道模型中，科学家通过外部旋转磁场，成功驱动机器人集群以“滚动”的方式前进，并在不到 50 秒的时间内完成了从子宫颈到输卵管的复杂路径导航。这项成功的演示验证了其卓越的精准操控潜力。

更重要的是，其临床应用前景广阔。细胞毒性研究证实，即使在接触长达 72 小时后，这种机器人对人体子宫上皮细胞也未显示出明显毒性，具有良好的生物安全性。 这一突破为未来开发全新的靶向治疗策略奠定了基础，有望用于向子宫、输卵管等特定部位精准递送药物，治疗子宫内膜异位症、妇科肿瘤等疾病。

夫人，开开门，你的药到了 —— 来自一位不想再参与内卷的精子。

npj Robotics
#生物机器人 #靶向治疗 #精准医疗

跨越 30 年的生命奇迹：美国夫妇诞下“最年长”胚胎婴儿近日，一个创纪录的婴儿在美国俄亥俄州诞生

Wed, 30 Jul 2025 12:05:10 GMT

跨越 30 年的生命奇迹：美国夫妇诞下“最年长”胚胎婴儿

近日，一个创纪录的婴儿在美国俄亥俄州诞生。这个名叫撒迪厄斯（Thaddeus）的男婴，来自于一枚冷冻保存超过 30 年半的胚胎，刷新了“最年长胚胎”成功孕育的纪录。他的父母在经历了七年求子之路后，通过一家基督教机构提供的“胚胎领养”服务，迎来了这个小生命。

这枚胚胎于 1994 年通过体外受精（IVF）技术创造，当时孩子的养父蒂姆还是个蹒跚学步的幼儿。胚胎的生物学母亲在当年诞下一女后，将剩余胚胎冷冻。如今，这个新生儿还有一个 30 岁的同胞姐姐。对这家人来说，这一切“就像科幻电影里的情节”。

成功唤醒如此“高龄”的胚胎在技术上极具挑战，因其采用了较早的慢速冷冻技术。最终，田纳西州一家专攻处理“疑难”胚胎的诊所，成功将其解冻并移植，让这个沉睡了三十载的生命得以延续。

所以这个娃和他养父实际年龄差不多？🤯

群友锐评：摇号摇了30年

麻省理工科技评论

#胚胎冷冻 #生育技术 #生命奇迹