電刺激在醫學上確實能用作疾病治療，像是慢性疼痛、癲癇、巴金森氏症、抑制發炎，甚至用在減重上。然而，這些治療可能是需要經常進行，或者是需要電刺激的位置，位於生物體內。於是，電刺激裝置元件被開發成植入物，附帶電池或接電線到體外。這樣的方式，對患者或者醫療人員，都相當的不方便。因此，怎麼樣能夠以無線的方式，做體內的電刺激，也就是「無線」供電，成為各方積極研究的主題。
除了開發無線供電，植入物的尺寸大小，也是未來能否被接受的關鍵。Neuron期刊，近期一篇研究，開發磁電(magnetoelectric)材料薄膜(thin film)，將磁能轉換成電壓，做成米粒大小的裝置，不再需要電池，植入小鼠的皮下進行實驗，展示無線電刺激的功能。在這之前，已經有不少研究，使用無線電波、超音波、光、磁線圈的設計，但都難避免植入物作用時，被周遭環境干擾，或者產生熱對生物體造成傷害。
這裡的磁電材料薄膜，由兩層薄膜組成。第一層為磁致伸縮(magnetostrictive)金屬薄膜，有鐵、硼、矽、碳的成分。這個材料置入磁場內，會產生分子層級的震動。第二層是壓電材料(piezoelectric)晶體，可以將其承受的應力，轉換為電壓。當磁場作用在磁致伸縮材料，對材料產生應力，材料沒有明顯的膨脹或縮小，但其分子層級的震動產生聲波，甚至形成聲共振模態(acoustic resonant mode)。而這些聲音的殘響(reverberation)可啟動壓電材料薄膜，將承受的應力轉換為電壓。以上，似乎已經做到無線啟動電刺激了。還要一個調頻器(frequency modulator)，將高頻率轉換成低頻率以有效影響細胞。整個裝置，主要有三個單元組成，磁致伸縮薄膜、壓電薄膜和調頻器。
為驗證功能，將裝置植入小鼠腦部的皮下，能刺激小鼠腦部犒賞中心(reward center)的位置。之後，將小鼠放在一個有封閉的空間，只有一個部分區域有磁場。研究員發現，小鼠很自然地會多待在磁場區，因為腦部犒賞中心受刺激，讓他想待在那個區域。成功驗證植入物確實在磁場環境下，可以產生電刺激。
以上，各位覺得發展成為產品的可能性大嗎?這個米粒大小的設計，的確很吸引人。如果能像貓貓狗狗植入晶片那樣方便，再設計一個手持式磁場產生器，搭配使用，是不是能隨時給予電刺激治療呢?或許還要設計可以任意關閉和啟動壓電材料薄膜的功能，可以在不需要的時候關閉。避免不小心進入磁場區域，在無預警的狀況觸發電刺激。
文章參考： Rice University News & Media
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