最近，一個(gè)跨學(xué)科的研究團(tuán)隊(duì)，制備了一種可遙控的光流體植入設(shè)備，可同時(shí)向神經(jīng)元傳遞藥物和光信號(hào)，從而提供了經(jīng)驗(yàn)和臨床價(jià)值。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在最近的國(guó)際頂級(jí)期刊《Cell》。

在過去的十年中，藥理學(xué)和光遺傳學(xué)技術(shù)，在神經(jīng)元水平上為研究人員提供了關(guān)于“大腦內(nèi)部運(yùn)作方式”的無數(shù)見解。但是，將這兩種技術(shù)相結(jié)合，已被證明是一個(gè)挑戰(zhàn)——尤其是，如果科學(xué)家們想在更自然的環(huán)境中調(diào)查神經(jīng)信號(hào)，金屬插管和光纖電纜是這類研究所必需的。延伸閱讀：Nature子刊：光遺傳學(xué)植入裝置重要突破。

華盛頓大學(xué)醫(yī)學(xué)院神經(jīng)生物學(xué)副教授Michael Bruchas說：“很長(zhǎng)一段時(shí)間以來，人們一直都使用插管。但當(dāng)你使用這些技術(shù)時(shí)，可能會(huì)有組織的位移、病變和炎癥。它們也可能會(huì)阻礙這些動(dòng)物的四處走動(dòng)，是一種很有壓力的體驗(yàn)。在我們實(shí)驗(yàn)室里，我們研究情感行為和壓力，——我們非常想了解，在特定大腦回路中的不同受體是如何運(yùn)作的。所以我們想找到一種方法，來開展傳統(tǒng)光遺傳學(xué)，同時(shí)也具有一個(gè)平臺(tái)，能夠以一種微創(chuàng)的方式傳遞藥物。”

Bruchas和美國(guó)工程院院士、伊利諾伊大學(xué)香檳分校的John Rogers教授，及其帶領(lǐng)的材料科學(xué)家和工程師團(tuán)隊(duì)一起，創(chuàng)建了一種新的光流體植入裝置，大約是人類頭發(fā)的大小，厚80微米和寬500微米，比目前使用的插管和光纖光纜要薄得多。Bruchas說：“有了這種新的工具，我們可以有效地打開和關(guān)閉同一動(dòng)物的行為——所有這一切是以無線的方式、使用遙控器完成的。這項(xiàng)技術(shù)——將光遺傳學(xué)和藥理學(xué)結(jié)合，將使我們能夠回答關(guān)于‘當(dāng)它們調(diào)節(jié)應(yīng)激行為時(shí)，在不同的腦電路中會(huì)發(fā)生什么’的一些真正新的和具體的問題。”

Bruchas強(qiáng)調(diào)，這種植入設(shè)備將來也可能轉(zhuǎn)化為診床。他說：“你可以想象，一個(gè)帶有許多種電能傳感器的閉環(huán)系統(tǒng)，能通過大腦的活動(dòng)來感覺到癲癇發(fā)作的情況，然后立即打開對(duì)應(yīng)藥物并傳遞到所需的部位。它能夠?qū)τ谒幬镉行У臅r(shí)間、然后將其定位到一個(gè)部位，具有很多的價(jià)值。這里有很多種可能性。”