摁一下按鈕,就可以遙控小鼠的行走路線,神奇吧!美國(guó)國(guó)家衛(wèi)生研究院(NIH)國(guó)家神經(jīng)系統(tǒng)疾病和中風(fēng)研究所項(xiàng)目主管詹姆斯·納德特說(shuō):“這與NIH腦計(jì)劃的目標(biāo)是一致的。
摁一下按鈕，就可以遙控小鼠的行走路線，神奇吧！這其實(shí)是一種超薄的微創(chuàng)植入裝置在起作用，通過(guò)它就可以用藥物和光來(lái)控制腦細(xì)胞。
美國(guó)華盛頓大學(xué)醫(yī)學(xué)院、圣路易斯大學(xué)和伊利諾伊大學(xué)厄本那—香檳分校的研究團(tuán)隊(duì)近日在《細(xì)胞》雜志網(wǎng)絡(luò)版上詳細(xì)介紹了這個(gè)革命性的遠(yuǎn)程控制植入設(shè)備，它能讓神經(jīng)科學(xué)家將藥物注入小鼠大腦，并照亮大腦深處的神經(jīng)元。論文資深作者、華盛頓大學(xué)醫(yī)學(xué)院麻醉科和神經(jīng)生物學(xué)副教授邁克爾說(shuō)：“它開(kāi)啟了科學(xué)家在更自然的場(chǎng)景中了解大腦回路如何工作的可能性。”
通常情況下，研究腦回路要么借助粗笨的金屬管注入藥物，要么通過(guò)光纖電纜導(dǎo)入光，這兩種方式都需要手術(shù)，會(huì)給大腦造成損傷，并且實(shí)驗(yàn)條件可能影響動(dòng)物的自然活動(dòng)。據(jù)每日科學(xué)網(wǎng)報(bào)道，新的遠(yuǎn)程光流控裝置是由軟質(zhì)材料制成，厚80微米，寬500微米，大小只有人類(lèi)發(fā)絲直徑的十分之一，可以同時(shí)運(yùn)載藥物和光，并將最大程度降低對(duì)腦組織的損傷。
研究人員將新裝置植入小鼠大腦，測(cè)試其遞送藥物和光的潛力。結(jié)果顯示，他們能夠用載入的病毒為細(xì)胞標(biāo)記顏色，從而精確地繪制出大腦回路圖；當(dāng)一種模仿嗎啡的藥物被注入中腦腹側(cè)被蓋區(qū)（控制動(dòng)機(jī)和成癮的區(qū)域），可以讓小鼠繞著圈走路；當(dāng)植入裝置向小鼠中腦腹側(cè)被蓋區(qū)的光敏神經(jīng)元發(fā)出激光脈沖時(shí)，小鼠會(huì)呆在籠子的一側(cè)。在所有實(shí)驗(yàn)中，小鼠都在距離指令天線3英尺（約0.9米）之外。
該裝置采用半導(dǎo)體計(jì)算機(jī)芯片生產(chǎn)工藝制造，有足夠容納4種藥物的空間，還有4個(gè)微型無(wú)機(jī)發(fā)光二極管。研究人員在藥物貯液器的底部安裝了可膨脹材料來(lái)控制遞送。當(dāng)貯液器下方的電加熱器溫度上升時(shí)，底部會(huì)迅速擴(kuò)張，將藥物推送進(jìn)大腦。
“這是神經(jīng)科學(xué)家繪制大腦回路活動(dòng)所需要的革命性工具。”美國(guó)國(guó)家衛(wèi)生研究院（NIH）國(guó)家神經(jīng)系統(tǒng)疾病和中風(fēng)研究所項(xiàng)目主管詹姆斯·納德特說(shuō)：“這與NIH腦計(jì)劃的目標(biāo)是一致的。”
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