大脑中发生的一切都是神经元在复杂的网络中发送和接收信号的结果，科学家们还没有完全理解这些网络。正是这些网络让我们端起一杯咖啡，为一个笑话而笑，或者从椅子上站起来。当一些神经元不能正确地发送和接收信号时，就会导致癫痫、抑郁、上瘾和慢性疼痛等问题。
亚利桑那大学的工程研究人员，由生物医学工程教授和Craig M. Berge学院研究员Philipp Gutruf领导，正在为一种称为光遗传学的方法创造新的工具，这种方法将光线照射到大脑中的特定神经元，以激发或抑制活动。
光遗传学实验旨在加深对大脑工作原理的理解，使科学家能够开发和测试神经退行性疾病、Emily Dieckman报道亚利桑那大学新闻。
一篇新论文发表在PNAS亚利桑那大学的研究人员与西北大学的研究人员合作，展示了一种无绳光传递工具，可以在大脑中实现无缝光遗传学。
虽然这项技术在治疗具有神经基础的疾病方面具有巨大的潜力，但目前方法的侵入性是一个主要的障碍。亚利桑那大学开发的光源旨在改变这一现状，让我们更接近临床光遗传学。
该论文的第一作者、古特鲁夫实验室生物医学工程博士生Jokubas Ausra说:“这项技术意味着我们可以在不穿透头骨或脑组织的情况下使用光遗传学，使其侵入性大大降低。”
小设备，大成果
在这篇新文中，Gutruf和他的团队报告了首个无线经颅光遗传模拟设备，该设备可以将光通过颅骨而不是物理地穿透血脑屏障。这项经颅技术使用无线无电池设备完成，该设备薄如一张纸，直径约为一角硬币的一半，被植入皮肤下。
“这很重要，因为当光遗传学适用于人类时，我们有技术可以将光无缝传输到大脑或脊柱中的神经元，”Gutruf说，他也是该大学BIO5研究所的成员。“这意味着我们有一种前体技术，有朝一日可以帮助管理癫痫或慢性疼痛等疾病，而无需进行侵入性手术和长期使用药物。”
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加快未来进展
在这项技术应用于人类之前，还有很长的路要走。特别是，必须在将光敏蛋白引入人脑和大脑外围的方法上取得进展。
古特鲁夫说:“这个工具让科学家可以做很多以前不可能做的实验。”“这些可能性使科学界能够更快地发现大脑的工作原理，并在精确的环境中开发和测试治疗方法。这对许多领域都很重要——例如，使无药物疼痛疗法能够战胜阿片类药物危机。”
