行业资讯 > 最新资讯 > 科研成果

遥控大脑不是梦

给大脑植入某种装置然后遥控对方的行为,这似乎是科幻故事才有的情节,不过这一天已经离我们越来越近了。Cell杂志上发表的一项最新研究表明,通过新一代植入物,人们只需要按一下按钮就可以遥控小鼠的行走路径。

1.jpg

Washington大学和Illinois大学的研究人员开发了一种无线遥控的组织植入物,能将药物和光线有效注入大脑深处的神经元。“这为科学家们打开了一扇大门,有助于在更为天然的环境下解析大脑回路,”文章的资深作者,Washington大学的副教授Michael R. Bruchas说。


Bruchas一直致力于研究控制压力、抑郁、成瘾和疼痛的大脑回路。这类研究通常需要用金属管注入药物,或者通过光纤传递光照(光遗传学技术)。这两种方法都需要进行手术,可能损伤大脑影响动物的天然行为。


为此,研究人员用柔软材料构建了一种微流控光学(optofluidic)植入物。这种植入物比头发丝还细,可以同时传递药物和光照。


“我们制造的植入物可以深入大脑,对大脑的损伤很小,”文章另一位资深作者,Illinois大学的John A. Rogers教授说。“像这样的超微型装置在科学和医学领域有极大的应用潜力。”研究显示,这种植入物比通常用于药物注射的金属管细很多,对大脑组织的影响和损伤也小得多。


研究人员在小鼠大脑中测试了新一代植入物的性能。他们发现,通过植入物标记细胞可以获得神经回路的精确图谱。研究人员还通过植入物将模拟吗啡的药物注入VTA(ventral tegmental),让小鼠绕圈圈行走。VTA是控制激励和成瘾的大脑区域。


为了测试植入物同时递送光和药物的能力,研究人员构建了拥有光敏VTA神经元的小鼠。用远程命令使植入物发出激光脉冲,可以让小鼠呆在笼子的一边。如果控制植入物让其同时注入阻断神经通讯的药物,小鼠就不会对笼子某一边有偏好。


研究人员指出,这个分析大脑回路的革命性工具还可以进一步拓展。他们在论文中详细说明了这种植入物的制作方法,希望帮助更多的研究者深入理解大脑回路。


热门排行

推荐阅读