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近期，由中興大學化學系教授賴秉杉、逢甲大學化工系副教授李亦宸、清大醫環系副教授李亦淇，以及美國馬里蘭大學（University of Maryland）化學與生物分子工程系教授陳柏彥的跨國合作團隊，共同開發了一種「機器智慧學習細胞晶片整合平台」。此平臺能協助使用者快速評估與預測生醫材料介面、電刺激效應等參數，以及這些刺激對周邊神經系統中許旺細胞（Schwann cell）活性的影響。該成果已於今（2023）年9月發表於《美國化學學會應用材料與界面》（ACS Applied Materials＆Interfaces）期刊。
 
全球每年因創傷事件、疾病而導致的周邊神經系統損傷案例就有數千例，而在神經系統中受傷的神經元通常需要在軸突再生、延伸後，才能達到適當的神經支配並恢復原先的功能。若要使嚴重損傷的周邊神經系統神經元再生，就需要許旺細胞的幫忙。賴秉杉在新聞稿中說明，過往研究已發現可以使用低頻的電刺激，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。不過結合具有電刺激的生物介面究竟會如何影響許旺細胞活性？兩者之間的相關性十分複雜且難以預測，因此現階段研究團隊大多以嘗試後發現錯誤（trail and error，簡稱試錯）的方式，調整電刺激生物介面的各項參數。但這種做法往往需要耗費大量的人力、時間，使得研發成本提高。
 
為了解決此問題，賴秉杉與李亦宸團隊開發出具有不同導電能力的水凝膠陣列，除了能做為培養許旺細胞的電刺激生物介面之外，也可以引入不同的電壓與頻率作為電刺激條件。在研究中，團隊也收集製造過程時用到的特定參數與刺激，並在評估許旺細胞的活性後將結果輸入人工神經網路以訓練模型。最後再透過模型的預測能力，根據給定的生物界面／電刺激參數，預測許旺細胞的活性。
 
陳柏彥在新聞稿中說明，團隊本次建構的「機器智慧學習細胞晶片整合平台」，結合電刺激生物界面製造、機器學習演算法、數據分析，並透過多維度平臺建立細胞層面的臨床前預測模型，未來有望能加速周邊神經細胞層面的各項研究。除此之外，此平臺也可以減少生醫材料、降低藥物開發過程中試錯的機率，進一步減少臨床前動物實驗次數的使用，達到實驗動物3R（即replacement、reduction、refinement，替代、減少、精緻化）增進福祉。

 
新聞來源
國立中興大學秘書室（2023年10月13日）。興大跨國團隊開發機器智慧學習細胞晶片整合平台 登國際期刊。國立中興大學，https://secret.nchu.edu.tw/2023/10/13/22084/。