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可安全植入鼠脑以控制其行为的光电子器件问世

2013-04-15 14:54
安娜PARKER
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  OFweek电子工程网讯:科学家已经开发出了一种可不造成损伤地插入鼠脑以控制老鼠行为的微型光电子器件。他们表示,将来可以利用这一技术去主动控制人类的一些生理过程,从而达到诊断、预防甚至治疗疾病等目的。

  来自美国、中国、韩国三国多个研究机构的研究人员共同完成了相关研究工作,其论文11日刊登在美国《科学》杂志上。

  论文作者之一、来自美国西北大学的黄永刚,他们开发的注射式微型光电子器件利用光刺激老鼠的神经元,让神经元释放多巴胺及其他神经递质到大脑中,从而控制、干扰老鼠的行为。

  黄永刚打比方说,通常情况下老鼠进入某个房间中,会沿着墙根走,不会往中间跑。但现在可以通过无线方式遥控微型电子器件发光,从而改变老鼠行为,“让它不再沿着墙根跑,而是在室内大摇大摆地走”。

  黄永刚说:“这是首次实现无损伤地在脑中植入器件去控制动物的行为,一个重要突破就是没有造成损伤。”

  此前曾有研究试图将光源、传感器等植入大脑,但都没有解决脑损伤的问题,因此实验鼠都会很快死亡。而在黄永刚等人的实验中,老鼠存活了半年到一年时间。

  据黄永刚介绍,最重要的原因是他们解决了器件工作时的发热问题。器件发光将导致脑组织温度升高,而大脑是非常敏感的器官,温度升高将可能导致脑细胞死亡。以前的器件都没有解决排热问题,对大脑的损伤都比较大,而他们的器件可将温度升高控制在0.1摄氏度以内。

  此外,这个器件“非常柔软、非常小、非常细”,其直径不到头发丝的五分之一,这也是对老鼠大脑没有造成损伤的一个重要原因。

  尽管这一实验可以通过光刺激控制、干扰老鼠的行动,但现在还不能做到操纵老鼠的每个器官,比如器件发光以后控制老鼠是左腿动还是右腿动,黄永刚说这将是未来的一个研究方向。此外,将来在医学研究领域,通过微型器件人为控制一些人类的生理过程,或许可以帮助更好地了解甚至治疗痴呆症、帕金森氏症、抑郁和焦虑等神经失调症。
 

声明: 本文由入驻维科号的作者撰写,观点仅代表作者本人,不代表OFweek立场。如有侵权或其他问题,请联系举报。

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