科學(xué)家研制出了能將光脈沖遞入大腦的植入物，其能使用光脈沖隨意打開或關(guān)閉大腦細(xì)胞。他們成功地使用這種方法控制了猴子的睡眠，這種的控制大腦的方式有望為癲癇、阿爾茨海默癥等神經(jīng)疾病提供新療法，或許也能幫助人們制造新記憶。
為了找到治療神經(jīng)疾病的新方法，麻省理工學(xué)院的生物工程師愛德華·博伊登和同事攜手研制出了這款能讓光照射在大腦內(nèi)特定區(qū)域甚單個細(xì)胞上的無線植入物原型。其能用光纖將光遞送到植入物所在的大腦區(qū)域，隨意地打開或關(guān)閉大腦細(xì)胞。
先，研究人員利用海藻和某些細(xì)菌體內(nèi)的光敏分子對腦細(xì)胞進(jìn)行遺傳修改。他們發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過遺傳修改的病毒可以誘導(dǎo)這類光敏分子進(jìn)入哺乳動物的大腦細(xì)胞（神經(jīng)元）中。這種經(jīng)過遺傳修改的病毒先將海藻的一個基因插入哺乳動物的大腦細(xì)胞中，此后基因中攜帶的指令就會“指導(dǎo)”細(xì)胞在神經(jīng)元表面產(chǎn)生光敏分子。當(dāng)光照射在這些經(jīng)過了遺傳修改的腦細(xì)胞上時，腦細(xì)胞會隨之打開或者關(guān)閉。
他們利用這項(xiàng)技術(shù)讓實(shí)驗(yàn)鼠和猴子睡覺，也利用這項(xiàng)技術(shù)讓實(shí)驗(yàn)鼠“對光上了癮”。研究人員表示，這意味著新技術(shù)能用于治療上癮癥，也可以幫助脊髓神經(jīng)受損的病人緩解痛苦或恢復(fù)運(yùn)動功能。
博伊登指出：“癲癇發(fā)作時，病人大腦中的某些地方會變得過度活躍。我們或許可以利用這種人造植入物讓這個過度活躍的區(qū)域關(guān)閉一段時間，從而治療癲癇；另外，也可以直接將信息送入大腦以幫助人們形成新的記憶。”
大腦植入并非新鮮事物，然而，在使用中，醫(yī)生們需要通過電來刺激大腦的部分區(qū)域，而這通常會激活周圍的腦組織，產(chǎn)生副作用。博伊登認(rèn)為，使用光進(jìn)行操作更有針對性而且可以控制單個腦細(xì)胞，這會讓大腦更好地諧調(diào)，對諸如制造記憶等更高層次的活動也會有所幫助。
不過，科學(xué)家們也指出，隸屬于方興未艾的光遺傳學(xué)領(lǐng)域的這項(xiàng)研究涉及到了3項(xiàng)富有爭議的技術(shù)。先，科學(xué)家們需要對大腦細(xì)胞進(jìn)行遺傳修改，以使它們能對光作出反應(yīng)，但對人腦細(xì)胞進(jìn)行遺傳修改造成的長期影響還不為人所知。另外，研究人員也必須通過手術(shù)將植入物直接放入大腦，這樣它才能使用光纖將光遞送入大腦中。后，對人的行為進(jìn)行控制也會引發(fā)爭議。
盡管如此，新技術(shù)帶來的好處也不容小覷。博伊登表示：“這種技術(shù)將有助于治療采用其他方法很難或根本不可能治療的疾病。在猴子身上進(jìn)行的測試已經(jīng)取得了成功，盡管在人類身上進(jìn)行試驗(yàn)還有很長的路要走，但其應(yīng)用潛力令人興奮。”
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