陳根：用光控制神經活動，帶來破解大腦信息更多可能_風聞

文/陳根

光遺傳學是一項極具前景的技術，它允許對神經元活動進行靶向的時空操作，用於神經迴路的解剖和治療干預。近年來，無線光遺傳學技術的進展使研究人員能夠在更自然的條件下，通過將動物來研究大腦回路。

近日，韓國科學技術高等研究院（KAIST）的一支團隊稱**，他們已經在去年研究的基礎上，打造出了一款****“即插即用”****式的大腦植入物。**其特點是能夠通過厚度與頭髮絲相當的探針（直達目標神經元）、以及微小的 LED 發光器件，來改變那些光敏性腦細胞的行為。

這項由Jae Woong Jeong教授領導的研究是他在2019年開發的無線頭戴式植入神經裝置的一個進步。對於新的升級版本，研究團隊提出了一種完全可植入的軟光電系統，可以通過智能手機遠程選擇性控制。

近年來，無線植入式設備技術最近成為傳統植入物的替代品，因為它們有助於在大腦研究期間將自由活動動物的壓力和炎症降至最低，從而延長設備的使用壽命。然而，這類設備要麼需要間歇性手術來更換已放電的電池，要麼需要特殊而龐大的無線電源設置，這既限制了實驗選擇，也限制了動物實驗的可擴展性。

**為了實現無線電池充電和控制，研究人員開發了一種微型電路，將無線能量採集器、線圈天線和藍牙低能芯片集成在一起。**交變磁場可以無害地穿透組織，在裝置內部產生電能給電池充電。然後，電池供電的藍牙植入物通過一個“易於使用”的智能手機應用程序向腦細胞提供可編程的光模式，實現大腦的實時控制。

研究人員表示，這個裝置可以隨時隨地操作，以操縱神經迴路，這使得它成為研究大腦功能的一個非常通用的工具。

**神經科學家已在大鼠身上成功地測試了這些植入物，並證明了它們在給大鼠注射可卡因後能夠抑制可卡因誘導的行為。**具體來説，是通過使用智能手機控制的發光二極管對大腦中的相關目標神經元進行精確的光刺激來實現的。此外，植入物中的電池可以在大鼠自由活動時重複充電，從而最大限度地減少對實驗的任何物理干擾。

顯然，這項技術將支持各種途徑下的大腦研究，並且可能為大腦研究和治療干預帶來新的機會，以治療大腦和其他器官的疾病。