几十年来，调节大脑电活动的植入物一直被用于治疗帕金森病症状，而最近我们看到它们可能有更多的作用。一种新的设计可以大大改善使用这些设备的生活体验，通过使用集成的三电发生器将用户的呼吸运动转化为电能。
深度脑刺激包括将微小的电线植入大脑的目标区域，以提供温和的电脉冲，干预纠正器官中的异常电活动。这项技术在1997年被批准用于治疗帕金森氏症震颤，但我们最近看到科学家将其用于治疗抑郁症和冲动行为，并取得了有希望的早期结果。
每年约有15万名患者接受这些植入物，设备放置在胸部皮肤下，电线向上延伸至大脑。在目前的形式下，这些设备靠电池运行，每两三年就需要更换一次，而且每次更换都需要进行外科手术。
我们已经看到起搏器技术的一些有趣的进展，旨在解决心律紊乱患者的这一相同问题。研究人员已经展示了实验性的起搏器，例如，可以由人体自身的肌肉，甚至是他们的心跳来驱动。康涅狄格大学的科学家们现在已将这种类型的思维应用于深层大脑刺激。他们的创造是基于三电效应，即某些材料在相互摩擦时会带电，例如气球和你的头发。
该团队设计了一个深层大脑刺激装置，可以通过一个人的呼吸运动收集这种类型的能量。该植入物由多层三电材料组成，通过摩擦产生电能。这种电力为一个生物兼容的超级电容器充电，这反过来又为深层脑刺激器提供动力。
研究作者Esraa Elsanadidy说："我们使用新的纳米材料创造了我们的三电纳米发电机，当它们相互接触时产生大量的能量输出，足以运行深层大脑刺激器。"
研究小组在一只模拟猪器官身上测试了他们的设备，该设备由一个猪肺组成，可以通过一个泵进行充气和放气，就像吸气和呼气时一样。这种运动引起了三电材料之间的摩擦并产生了电流，刺激器能够利用这些电流每秒产生60次电脉冲。这些脉冲随后被用于刺激小鼠的体外脑组织。
团队成员Islam Mosa说："这是第一个结合了所有部分的系统；高效的能量收集、能量储存和可控的大脑刺激器。我们证明了我们的自持式深层脑刺激器可以通过交替的刺激期和无刺激期来间歇性地刺激脑组织，这是一种治疗精神病的有效的深层脑刺激方法。"
从这里开始，该团队计划在大型动物身上测试该系统。
该研究发表在《细胞报告物理科学》杂志上。
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