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《國際要聞》無線光電椎骨植入物 調控神經元刺激助力光遺傳學研究
2021-10-06

瑞士洛桑聯邦理工學院(EPFL)的科學家們創造出一種無線光電植入物,使他們能夠刺激或抑制小鼠脊髓中的某些神經元。靈活的植入物通過藍芽來進行控制,裝置包含發出紅光的微型LED,有助於避免附近神經元的吸收和反射。研究人員希望該技術可以進行更先進的光遺傳學研究,甚至為臨床植入物治療神經系統疾病患者鋪平道路。

光遺傳學是一種先進的技術,可以讓研究人員深入研究神經系統的內部運作。該方法涉及使用光來刺激特定的轉基因神經元,幫助研究人員確定它們的作用和功能。雖然目前它是一種實驗工具,但該方法可能具有臨床潛力。因為現階段在執行小鼠光遺傳學研究時,實驗動物需要呆在一個固定的地方,因為光源是固定設備的一部分,使得實施變得困難,意味著動物不會自然移動,這可能會限制所獲得結果的效用和該技術的臨床適用性。


※瑞士科學家開發的無線光電植入物,能夠放置在小鼠頭部,並在脊髓位置進行刺激。(圖片來源:EPFL)

 

瑞士的科學家們透過設計一種無線光電植入物來克服這一問題,該植入物允許動物自由移動。該裝置足夠小且靈活,可以滑入椎骨之間並靠在脊髓上。  

參與研究的研究員 Stéphanie Lacour表示:“我們將微型 LED 封裝在一個靈活植入物中,該植入物裝置既薄又堅固,可以沿著整個腰部將其滑動到椎骨下方來應用到小鼠脊髓表面,然後我們與蘇黎世聯邦理工學院的同仁合作創建了一種無線電子電路,可打開一個或多個LED電極,使其精確地控制發射光的持續時間和強度。最後,透過定制的嵌入式晶片上系統,可以自然地管理光脈衝,例如肌肉反應的活動或其他一些生理訊號。”

參與該研究的另一位研究員 Grégoire Courtine表示:“該技術使光遺傳學更接近臨床使用。與此同時,無線植入物讓瑞士團隊能夠在自然的環境中探測神經活動,這使我們擺脫了此類研究通常需要的有線系統,現在我們可以觀察老鼠自由活動,並檢查神經元在生態環境中在步行和游泳等複雜運動中所引起的作用。”

(來源:Medgadget  生策中心編譯)

 

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