在研究心臟疾病時(shí)，了解電信號(hào)如何通過(guò)心臟組織--乃至通過(guò)單個(gè)心臟細(xì)胞是非常重要的。現(xiàn)在，一種新的彈出式感官工具很快就能提供這種信息且比以前更詳細(xì)。目前，加州大學(xué)圣地亞哥分校正在開發(fā)該設(shè)備，其形式是一個(gè)平坦的聚合物基底，上面鑲有3D陣列的微型尖銳傳感器。
這些傳感器被稱為場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FETs)，它們非常小，可以刺穿單個(gè)心臟細(xì)胞的外膜而非傷害它們--事實(shí)上，兩個(gè)FETs甚至可以同時(shí)刺穿同一個(gè)細(xì)胞，在細(xì)胞的兩個(gè)位置。傳感器表面涂有被稱為磷脂的有機(jī)分子，這使免疫系統(tǒng)不會(huì)將FETs視為異物。
當(dāng)在心臟上安裝好后，F(xiàn)ET陣列應(yīng)該能測(cè)量電信號(hào)在心臟組織和細(xì)胞中傳播的方向和速度。
截止到目前，該技術(shù)已經(jīng)在心肌細(xì)胞培養(yǎng)物和工程心臟組織上進(jìn)行了測(cè)試。這些實(shí)驗(yàn)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，電信號(hào)在細(xì)胞內(nèi)的傳播速度比在細(xì)胞間的傳播速度快近五倍。如果在某位患者身上發(fā)現(xiàn)這種差異更加劇烈，它可能會(huì)指向一種特定的疾病。
“假設(shè)你正在測(cè)量一個(gè)細(xì)胞內(nèi)的信號(hào)速度以及兩個(gè)細(xì)胞之間的信號(hào)速度，”該研究的一篇論文的第一作者Yue Gu說(shuō)道，“如果這兩個(gè)速度之間有非常大的差異--也就是說(shuō)，如果細(xì)胞間的速度比細(xì)胞內(nèi)的速度小很多很多--那么很可能是細(xì)胞間的交界處出了問(wèn)題，可能是由于纖維化。”
該設(shè)備是通過(guò)最初將FETs制造成二維形狀，然后將這些形狀的特定部分粘合到一個(gè)預(yù)先拉伸的彈性片上。當(dāng)該片材隨后被允許松動(dòng)時(shí)，它在跟FETs粘合的地方發(fā)生彎曲并導(dǎo)致它們的點(diǎn)站起來(lái)。
科學(xué)家們現(xiàn)在正在努力將場(chǎng)效應(yīng)晶體管陣列植入一個(gè)實(shí)際的活體動(dòng)物心臟，希望有朝一日能被用于人類。他們相信，這項(xiàng)技術(shù)最終也可以被用來(lái)監(jiān)測(cè)大腦中神經(jīng)元內(nèi)部（和之間）的電活動(dòng)。
