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新型植入裝置助科學(xué)家無(wú)線(xiàn)操控神經(jīng)元

2015-07-21 來(lái)源:健客網(wǎng)社區  標簽: 掌上醫生 喝茶減肥 一天瘦一斤 安全減肥 cps聯(lián)盟 美容護膚
摘要:研究人員將新裝置植入小鼠大腦,測試其遞送藥物和光的潛力。結果顯示,他們能夠用載入的病毒為細胞標記顏色,從而精確地繪制出大腦回路圖。

  科技日報北京7月20日電(記者陳丹)摁一下按鈕,就可以遙控小鼠的行走路線(xiàn),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)控制腦細胞。

  美國華盛頓大學(xué)醫學(xué)院、圣路易斯大學(xué)和伊利諾伊大學(xué)厄本那—香檳分校的研究團隊近日在《細胞》雜志網(wǎng)絡(luò )版上詳細介紹了這個(gè)革命性的遠程控制植入設備,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)驗條件可能影響動(dòng)物的自然活動(dòng)。據每日科學(xué)網(wǎng)報道,新的遠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)運載藥物和光,并將最大程度降低對腦組織的損傷。

  研究人員將新裝置植入小鼠大腦,測試其遞送藥物和光的潛力。結果顯示,他們能夠用載入的病毒為細胞標記顏色,從而精確地繪制出大腦回路圖;當一種模仿嗎啡的藥物被注入中腦腹側被蓋區(控制動(dòng)機和成癮的區域),可以讓小鼠繞著(zhù)圈走路;當植入裝置向小鼠中腦腹側被蓋區的光敏神經(jīng)元發(fā)出激光脈沖時(shí),小鼠會(huì )呆在籠子的一側。在所有實(shí)驗中,小鼠都在距離指令天線(xiàn)3英尺(約0.9米)之外。

  該裝置采用半導體計算機芯片生產(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。當貯液器下方的電加熱器溫度上升時(shí),底部會(huì )迅速擴張,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。”美國國家衛生研究院(NIH)國家神經(jīng)系統疾病和中風(fēng)研究所項目主管詹姆斯·納德特說(shuō):“這與NIH腦計劃的目標是一致的。”

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