机器人清洁技术可以让神经科学研究自动进行

为了深入洞察大脑神经元间的微妙交流，先进的机器人技术如破茧而出，为我们带来了全新的视角。这些机器人能够精细地记录神经信号的微小波动，从而极大地推动了神经科学的自动化研究进程。这项技术的革新，让科学家们能够以前所未有的速度收集信息，进一步揭示我们感官体验背后的神秘机制。

这一技术革新体现在名为膜片钳的记录方法中，利用微型玻璃移液管与单个神经元紧密对接。自膜片钳技术诞生的三十年来，研究人员不得不手动更换移液管，这一繁琐过程严重影响了研究的进展。佐治亚理工学院的研究人员已经开发出一种革命性的机器人清洁技术，使得移液器可以重复使用多次，大大提高了记录的效率和自动化程度。

乔治亚理工学院的副教授Craig Forest表示：“这是神经科学领域机器人技术的一次重大突破。我们的目标是在机器中对样品进行50甚至100个神经元的记录。这项技术将使神经科学像分子生物学等其他领域一样实现研究自动化，极大地提升我们对大脑信号的监听能力。”

在国立卫生研究院和艾伦脑科学研究所的支持下，该研究团队的创新成果已经在《科学报告》杂志上发表。该研究涵盖了清洁技术以及对细胞连接过程自动化的创新。佐治亚理工学院的研究团队成功研制出名为“patcherBot”的膜片钳机器人，它可以在没有人类操作员的情况下，在细胞培养、脑切片和活动大脑中执行有序的膜片钳记录。这个机器人甚至拥有自己的Twitter账户，分享其记录到的每一个细胞信息。

Forest称之为“首个社交神经科学机器人”。膜片钳技术是刺激和记录神经元及其他细胞信号的黄金标准。而“patcherBot”能够将仅一微米直径的尖端玻璃移液管接触到细胞膜，形成紧密的密封，从而实现与细胞内部的直接电连接。这一过程的细致和耗时程度极高。尽管Forest实验室已经研发出了Autopatcher机器人技术，实现了部分过程的自动化，但研究人员仍然面临细胞碎片带来的挑战。

研究生助理Ilya Kolb开始质疑移液器只能使用一次的传统观念，探索清洁机器人过程的新方法。他利用实验室玻璃器皿的洗涤剂进行试验，评估其是否适用于机器人清洁过程。这项技术的进一步发展和完善，将为我们揭开大脑神秘面纱的更多秘密，带领我们进入一个全新的科技时代。探索未来实验室：自动化移液器清洁与细胞记录的新境界

想象一下，如果实验室的移液器能够在记录后自动进行清洁，让科研人员无需时刻守在实验室，那该是多么便捷。Forest为我们描绘了一个前沿的科技景象：“只需简单设置，第二天早上便可自动记录50或100个细胞，而无需人工干预。”

Kolb博士对八种清洁溶液进行了测试，终于发现一种名为Alconox的清洁剂能够成功清除移液器上的碎屑。他重新编程了操控Autopatcher的软件，使其在每次记录之间都能进行清洁和冲洗。新机器人就像一个高效的清洁工人，将移液器浸入洗涤剂溶液中，让流体流入并移出移液管，再对其进行快速冲洗。整个过程大约只需一分钟，比熟练的人类操作者还要迅速。

乔治亚理工学院的这项新技术，已经引起了广泛关注。他们的膜片钳机器人设备能够实现自动化细胞培养物的记录，无需更换移液管。图片中的设备展示了一种先进的科技美学，NeuroscienceNews.com的图片来源于乔治亚理工学院的John Toon。

研究人员不仅仅满足于清洁移液器的表面，他们还对比了清洁后的移液器与新移液器的记录质量。Kolb表示：“使用经过11次使用和清洁的移液器与新的移液管，其记录结果几乎无法区分。”尽管在14次使用后会有细微的差距，但他们相信随着技术的不断进步，移液器的重复使用次数将可能达到50甚至100次。

任何技术的推出都需要经过严格的测试。研究人员与Emory大学的研究人员合作，对使用新技术后的移液管流体进行了质谱研究，以确保残留的洗涤剂不会对活细胞产生影响。幸运的是，他们的研究结果表明，残留洗涤剂对活细胞并无不良影响。

科学家们正致力于推动一项技术的商业化应用，这项技术将改变实验室的常规操作，特别是在神经科学研究领域。他们所研发的技术——膜片钳应用，不仅将大大提高实验的效率和准确性，还将为药物测试和其他研究领域带来革命性的进步。

“如果这项技术能够在实际设备上得到应用，并配备智能软件，那么它将在研究领域中实现普及，”Forest表示，“我们的技术代表着新的科流。”

关于这项研究，得到了NIH计算神经科学培训补助金、BRAIN计划奖项等多个项目的支持。研究团队由乔治亚理工学院的John Toon领导，他们的成果发表在《科学报告》杂志上，文章名为“清洁膜片钳移液器以实现立即重复使用”。

这项技术的核心在于清洁膜片钳移液器，以提高单细胞电学、形态学和遗传学的分辨率研究。传统的膜片钳技术存在不少挑战，例如手动更换膜片钳移液管的过程既费力又低效，严重影响了大规模测量的准确性，尤其是在对大脑中神经元细胞类型和连接性的研究中。

为了突破这一限制，研究团队致力于优化膜片钳技术，使其能够更轻松地应用于实验室的日常操作中。他们的努力不仅提高了实验的效率和准确性，还为神经科学研究领域开辟了新的可能性。未来，这项技术有望进一步推动神经科学研究的发展，并为药物测试和其他研究领域提供更广阔的应用前景。这项技术的商业化应用将极大地推动科学研究领域的进步，我们期待着它能在未来发挥更大的作用。在我们深入研究与不断实践中，一项革命性的技术应运而生，它聚焦于清洁玻璃移液管电极的优化流程。借助这项创新技术，我们只需短短一分钟，即可将移液管电极焕然一新，实现重复使用。这一技术的核心在于使用一种名为Alconox的市售洗涤剂。只需将移液管吸头浸入此洗涤剂中，随后进行简单的冲洗，我们的移液器便可轻松重复使用高达十次。

更令人振奋的是，这一清洁流程不仅保证了移液器的重复使用，更在细胞培养过程中确保了信号的保真度。无论是从人类胚胎肾细胞的培养，到神经元的精心培育，再到将其安全植入体内，这一流程中的信号传递始终保持了其原始精度。我们引以为傲的是，清洁后残留在移液管中的Alconox洗涤剂，不会对离子通道产生任何不良影响，确保了实验的精准性和可靠性。

不仅如此，我们的创新技术更进一步——我们成功研发出了一种先进的移液器清洁技术，它能够赋予机器人在细胞培养和活体体内执行顺序膜片钳记录的独特能力，而无需人类操作员的参与。这一技术的问世，无疑为科学研究带来了前所未有的便捷与高效，让我们共同期待其在未来科学领域的广泛应用与深远影响。