科学家实现豚鼠内耳供电：人体电池或成真

在麻省理工学院和哈佛大学的联合实验中，豚鼠的内耳可以用作电池。在上图中，一名动物医学官员正在检查一只无关的豚鼠。

豚鼠内耳供电的无线信号发射器。

北京时间11月20日，据国外媒体报道，《黑客帝国》中的场景只是一个科幻概念，还需要一段时间才能实现。然而，在最近的一项研究中，豚鼠的内耳已经成功地转化为生物电池，这表明类似的技术很可能在人类身上成为现实。豚鼠的内耳结构与人类非常相似。研究人员将电极植入豚鼠的内耳，并成功地向与电极相连的无线电发射器提供电能。在整个过程中，豚鼠的听力没有受到很大损害。这是科学家第一次能够控制哺乳动物的电化学能量，提供了一种在人类内耳植入医学传感器的新方法。

麻省理工学院的电子工程师和计算机科学家阿南塔·钱德拉卡桑在一封电子邮件中说:“这项研究将使我们能够在不植入传统电池的情况下，开发完全植入式电子设备(比如带无线芯片的内耳传感器)。"该系统将能够维持自己的运行."

该植入式电子装置可以实时监测内耳的健康状况，还可以指示内耳几毫米范围内的人体组织的状况，例如颈动脉、面神经和大脑的颞叶。哈佛听觉外科医生、钱德拉卡桑的合作者康斯坦丁·斯坦科维奇说，未来的传感器还可以用来检测儿童的听力障碍，或者帮助面临听力损失风险的士兵和工人。

在此之前，一些动物如蟑螂、蜗牛和蛤蜊已经成为实验室里的活电池。然而，这项研究首次揭示了控制哺乳动物电化学能量的方法，也为人类实现类似想法提供了可能性。“内耳电池”的能量来自内耳内外淋巴的电荷差异。这种能量来源比其他方法更稳定，如体温、肌肉运动或震颤。哈佛大学和麻省理工学院的联合团队在11月11日的《自然生物技术》杂志上公布了研究结果。

斯坦科维奇说:“内耳特别有吸引力，因为它是非常稳定的能量来源，贯穿人的一生。”然而，因为内耳的电压，即电荷的差异，太小，所以有必要在开始时使用无线电波脉冲来刺激控制线圈的激活。研究人员还需要设计匹配的电子设备。因为内耳有少量的电，只有几瓦(1瓦等于10亿分之一瓦)，它需要积累足够的电荷才能给设备供电。

“因此，我们需要先通过存储设备积累电能，然后向需要更多电能的设备供电，”钱德拉卡桑解释道。“当信号发射器和传感器关闭时，我们必须能够控制电源完全关闭。”

联合研究小组还希望生产更合适尺寸的电极，以尽量减少收集电能过程中对内耳造成的损伤。接下来，研究人员计划将电极和电子设备同时植入豚鼠耳朵，而不仅仅是电极。“我们希望开发一种包括小型传感器在内的完整的可植入装置，”斯坦科维奇说。"最后，我们希望这项技术能够应用到人们身上."阅读更多关于每日科学网站的报道