“无线光”遥控行为


  麻省理工学院学者在光遗传学(optogenetics)领域又作出了重大进步:克里斯蒂安·文兹(Christian Wentz)设计了一顶“无线帽子”,当这顶“帽子”至于小鼠头上时,文兹可以用光线控制小鼠的行为,甚至可以远程“遥控”。

  在电子工程师艾德·博伊德(Ed Boyd)的努力下,光遗传学逐渐得到发展:通过插入其他细胞的基因,例如绿藻的感光基因,大脑神经细胞能够被诱导生成自身的光感受器——光敏蛋白。一旦有光线产生,新生成的光感受器自然开启,让阳离子流和神经元的正常激活机制相互作用,这意味着该机制能够被外部光源控制。

         这顶“无线帽子”由两片电路板及一只天线组成,包括一只无线传感器。传射器能够创建磁场,磁场经由天线转换成“无线帽子”里的电路,电路点亮“无线帽子”里的高亮度16LED管,成为植入光源。当光线传递给大脑中的感光细胞后,光线能够激活或者停止激活这些细胞,实现控制小鼠的神经元。

   文兹将装置设计为用插在电脑USB上的基站控制。当他启动程序,点亮蓝光照射在小鼠大脑运动皮质的某一侧时,小鼠就会转向这一侧,文兹实现了用笔记本控制小鼠的行为。目前还没有任何由于“无线帽子”带来的不良反应,小鼠在实验的三个月后仍表现正常。

  研究人员们希望这项设备的发明能够对神经系统病变的患者有所帮助,例如癫痫、帕金森氏症等,通过光源控制神经元的激活减少患者的发作。虽然目前已有部分植入神经设备用于控制患者发作,但博伊德认为这些设备的电力很弱,而远程无线电传输则能解决这个问题。