AI實現電刺激活化許旺細胞 登國際期刊

研究團隊成員爲興大教授賴秉杉（中）與逢甲大學副教授李亦宸（左）、清大醫環系副教授李亦淇（右）。（中興大學提供／張妍溱臺中傳真）

「機器智慧學習細胞晶片整合平臺」，可快速評估及預測生醫材料介面、電刺激效應等參數，對於活化許旺細胞有很大的幫助。（中興大學提供／張妍溱臺中傳真）

現在人工智慧，可快速評估周邊神經系統的修復活性！由中興、逢甲、清華、美方馬里蘭大學等學者，跨國合作、共同開發「機器智慧學習細胞晶片整合平臺」，能快速評估及預測生醫材料介面、電刺激效應等參數，影響周邊神經系統中許旺細胞活性，成果發表於今年9月《美國化學學會應用材料與界面》。

中興大學指出，全世界每年都有數千起周邊神經系統損傷案例，這些損傷大多來自於創傷事件或疾病；受傷的神經元通常需要軸突延伸，才能達到適當的神經支配目標並恢復功能。周邊神經系統嚴重損傷，需要許旺細胞來幫助神經元再生。

國科會臺美奈米材料國合計劃主持人中興大學教授賴秉杉、共同主持人逢甲大學副教授李亦宸、清大醫環系副教授李亦淇與美方主持人馬里蘭大學教授陳柏彥，跨國團隊開發「機器智慧學習細胞晶片整合平臺」，可快速評估及預測生醫材料介面、電刺激效應等參數，對於活化許旺細胞有很大的幫助。

興大教授賴秉杉指出，低頻電刺激可以有效誘導神經元和周圍神經細胞（包括許旺細胞）的共同生長，但結合具有電刺激能力的生物介面和許旺細胞活性之間的相關性很複雜且難以預測，目前多數以試錯（Trail and Error）方式來調整各項參數，這樣的方式往往會需要大量的人力與時間。

賴秉杉與李亦宸教授團隊開發出具有不同導電能力水凝膠陣列，其作爲傳導生物界面來培養許旺細胞，並引入不同的電壓和頻率作爲電刺激的條件。根據特定的製造參數和刺激，評估細胞活性後，並將其結果輸入人工神經網路模型以訓練模型。透過利用模型的預測能力，可根據給定的一組生物界面／電刺激參數，準確預測許旺細胞的活性。

陳柏彥說，平臺結合導電生物界面製造、機器學習演算法和數據分析方式，提供多維度的非常規平臺，建立細胞層面的臨牀前預測模型，成爲快速最佳化周邊神經細胞層面的各項指標，減少生醫材料、藥物等開發過程中試錯過程，可望減少臨牀前動物實驗次數的使用，達到動物3R，替代、減少、精緻化福址。

興大指出，機器智慧學習細胞晶片整合平臺爲周邊神經系統研究，建立大數據演算模型，有效縮短實驗時程，並降低動物實驗次數，透過臺美團隊學術合作發揮ESG精神，共同爲動物福祉、人類健康、大學社會責任的永續而盡心力。