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《國際要聞》透過磁場無線刺激並啟動神經 有助非侵入性神經疾病治療研究
2022-08-01

※萊斯大學的新技術將磁性奈米粒子注入果蠅體內,並透過磁場發熱來無線啟動神經。(Photo credit: Rice University)

萊斯大學(Rice University)的研究人員近日開發一種系統,能透過磁場以無線、快速的方式激發特定的腦迴路(brain circuits)。這項技術透過果蠅進行實驗,研究人員希望這能幫助理解大腦並為人類的神經系統疾病開發新的治療方法。

該技術透過基因改造果蠅,在特定的大腦迴路中表現熱敏感離子通道。研究人員將磁性奈米粒子注入果蠅體內,再用磁場使它們發熱。這種熱啟動了離子通道和周遭的神經元,提供了無線啟動神經的方法。該技術可望助於未來微創啟動神經迴路的治療相關研究。

各國研究人員一直在開發啟動生物體內神經元的技術。然而,這些方法都具有一定的侵入性。例如,用光來照亮相關神經元通常須透過植入神經組織的光纖來傳遞。然而,對人類患者而言,如能找到非侵入性的替代方法將會是更理想的方式。

團隊的Jacob Robinson表示:「為了研究大腦或治療神經系統疾病,科學界正在尋找非常精確,並且是微創性的工具。用磁場遠端控制特定的神經迴路是神經技術領域的一個突破。我們的研究提高了遠端磁場控制的速度,使其更接近大腦的自然運作。」

這項技術背後的秘密是一個熱敏感離子通道,研究人員透過基因工程將其引入果蠅體內。這些通道與參與果蠅交配的神經元,而果蠅交配時會張開翅膀。這使研究人員能輕易確認該技術是否有效,因為當神經元被啟動時,果蠅會迅速張開翅膀。研究人員接著利用磁場加熱神經元,從而使神經元迅速啟動。

透過第一作者Charles Sebesta的想法,採用一種對溫度變化速度敏感的新離子通道,團隊的研究有了進展。Robinson表示:「匯集了來自基因工程、奈米技術和電氣工程方面的專家,我們證明了這個想法是可行的。」

萊斯大學的研究人員希望這項技術能為神經系統的非侵入性研究鋪路。Robinson表示:「這項研究的長期目標是啟動人類大腦特定區域,不必進行手術就能達到治療目的。為了達到大腦的自然精準度,我們可能需要將反應降低到幾百分之一秒,因此未來還有一段路要走。」

(來源:Medgadget 生策中心編譯)

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