Popular science work
韓國基礎(chǔ)科學(xué)研究所(IBS)和延世大學(xué)納米醫(yī)學(xué)中心科學(xué)家攜手,成功開發(fā)出名為“神經(jīng)動力學(xué)磁生接口”(Nano-MIND)的磁遺傳學(xué)技術(shù)。該技術(shù)首次使用磁場,對大腦深處特定神經(jīng)回路進行無線遠程精確調(diào)控,有助科學(xué)家揭示認知、情感和動機等高級大腦功能的秘密,為神經(jīng)疾病提供新療法。相關(guān)論文發(fā)表于新一期《自然·納米技術(shù)》雜志。
控制神經(jīng)回路對于理解認知、情感和社會行為等高級大腦功能,以及確定各種大腦疾病的原因至關(guān)重要。雖然磁場長期用于醫(yī)學(xué)成像,但用磁場精確控制大腦回路一直面臨重大挑戰(zhàn)。
此次最新開發(fā)的Nano-MIND技術(shù)能利用磁場和磁化納米粒子選擇性地激活大腦中的特定神經(jīng)回路,因此能夠無線遠程控制大腦特定區(qū)域,從而調(diào)節(jié)動物的情緒、社會行為和動機等復(fù)雜的大腦功能。
在實驗中,團隊利用Nano-MIND技術(shù),選擇性激活未生育的雌性小鼠腦中負責(zé)母體行為的內(nèi)側(cè)視前區(qū)(MPOA)的抑制性GABA受體,顯著增加了它們的養(yǎng)育行為。此外,研究人員還利用該技術(shù),靶向激活下丘腦外側(cè)的動機回路來調(diào)節(jié)動物的進食行為。結(jié)果表明,激活這些區(qū)域內(nèi)抑制性神經(jīng)元,會100%增加小鼠食欲和進食行為。相反,激活興奮性神經(jīng)元會導(dǎo)致食欲和進食行為減少50%以上。
團隊表示,這些結(jié)果證實,Nano-MIND技術(shù)可以選擇性地激活特定大腦回路,雙向調(diào)節(jié)更高級大腦功能。他們希望該技術(shù)能幫助科學(xué)家廣泛了解大腦功能、開發(fā)復(fù)雜的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和雙向腦機接口技術(shù),并為神經(jīng)疾病開辟新的治療途徑。