磁力遺傳學:這項世界首創的技術真的是「精神控制」嗎?
在大腦中旋轉微小的磁鐵。
為了了解大腦如何運作,科學家一直在使用兩大類實驗:記錄實驗和操縱大腦活動的實驗。 早期的神經科學研究利用電來改變神經元的活動。 然後,就在二十年前,科學家們開發了利用光的新技術。 現在,他們正在使用磁鐵。
聽起來是不是很像精神控制? 是的,它確實。 腦,包括磁遺傳學,使科學家能夠影響動物的行為。 但不,您不會面臨被無意影響的風險。 該技術依賴大腦中的磁性奈米顆粒和近距離磁場。
這項新技術的工作原理實際上非常酷。 它結合了一種稱為機械敏感的蛋白質帶有磁性奈米顆粒(尺寸為 200 奈米!即 0.0002 毫米)。 Piezo(希臘文的意思是壓力)是一種眾所周知的通道蛋白,當受到機械刺激時,可以活化細胞。 這就是給您輕觸感的原因。
旋轉磁場移動磁性奈米顆粒。 這會產生扭矩(旋轉力),可以機械地刺激壓電通道。 奈米粒子僅活化科學家傳遞給細胞的壓電變體,而不是天然的壓電蛋白。
Seo-Hyun Choi 及其同事能夠將蛋白質和奈米顆粒傳遞到小鼠大腦中的特定細胞亞群。 當小鼠被磁場包圍時,這些細胞就會被活化。 根據目標細胞的不同,這可能會讓老鼠吃得更多,或成為更細心的父母。
該團隊的磁遺傳學系統如何運作。
圖片來源:基礎科學研究所
聽起來有點-y,但這項技術將使科學家能夠在不存在任何頭戴式設備的情況下以高時間精度操縱動物的大腦活動。
以前的技術使用或者總是需要將電纜或設備連接到動物的頭骨上來傳遞刺激。 有了磁遺傳學,動物的行為將完全不受阻礙,從而改善它們的福利。 這也將有助於在社會實驗中研究多種動物的行為,因為它們將更自由地互動。
這項技術可以用在人類身上嗎? 不會很快。 然而,人類大腦迴路的研究已經完成。 深部腦部刺激(DBS)是一種有效的治療方法使用多巴胺能神經元的電刺激。 未來,磁遺傳學可以提供一種替代方法來定向刺激神經元,以減輕此類疾病的症狀。
正如資深作家 Cheon Jinwoo 在一篇文章中所說陳述,「我們期望它能夠廣泛應用於了解大腦功能、複雜的人工神經網路、雙向 BCI [] 技術以及神經系統疾病的新療法。
這項研究發表於自然奈米科技。