科學(xué)家開發(fā)出可安全植入鼠腦器件

科學(xué)家已經(jīng)開發(fā)出了一種可不造成損傷地插入鼠腦以控制老鼠行為的微型光電子器件。他們表示，將來可以利用這一技術(shù)去主動(dòng)控制人類的一些生理過程，從而達(dá)到診斷、預(yù)防甚至治療疾病等目的。

來自美國(guó)、中國(guó)、韓國(guó)三國(guó)多個(gè)研究機(jī)構(gòu)的研究人員共同完成了相關(guān)研究工作，其論文11日刊登在美國(guó)《科學(xué)》雜志上。

論文作者之一、來自美國(guó)西北大學(xué)的黃永剛告訴新華社記者，他們開發(fā)的注射式微型光電子器件利用光刺激老鼠的神經(jīng)元，讓神經(jīng)元釋放多巴胺及其他神經(jīng)遞質(zhì)到大腦中，從而控制、干擾老鼠的行為。

黃永剛打比方說，通常情況下老鼠進(jìn)入某個(gè)房間中，會(huì)沿著墻根走，不會(huì)往中間跑。但現(xiàn)在可以通過無線方式遙控微型電子器件發(fā)光，從而改變老鼠行為，“讓它不再沿著墻根跑，而是在室內(nèi)大搖大擺地走”。

黃永剛說：“這是首次實(shí)現(xiàn)無損傷地在腦中植入器件去控制動(dòng)物的行為，一個(gè)重要突破就是沒有造成損傷。”

此前曾有研究試圖將光源、傳感器等植入大腦，但都沒有解決腦損傷的問題，因此實(shí)驗(yàn)鼠都會(huì)很快死亡。而在黃永剛等人的實(shí)驗(yàn)中，老鼠存活了半年到一年時(shí)間。

據(jù)黃永剛介紹，最重要的原因是他們解決了器件工作時(shí)的發(fā)熱問題。器件發(fā)光將導(dǎo)致腦組織溫度升高，而大腦是非常敏感的器官，溫度升高將可能導(dǎo)致腦細(xì)胞死亡。以前的器件都沒有解決排熱問題，對(duì)大腦的損傷都比較大，而他們的器件可將溫度升高控制在0.1攝氏度以內(nèi)。

此外，這個(gè)器件“非常柔軟、非常小、非常細(xì)”，其直徑不到頭發(fā)絲的五分之一，這也是對(duì)老鼠大腦沒有造成損傷的一個(gè)重要原因。

盡管這一實(shí)驗(yàn)可以通過光刺激控制、干擾老鼠的行動(dòng)，但現(xiàn)在還不能做到操縱老鼠的每個(gè)器官，比如器件發(fā)光以后控制老鼠是左腿動(dòng)還是右腿動(dòng)，黃永剛說這將是未來的一個(gè)研究方向。此外，將來在醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域，通過微型器件人為控制一些人類的生理過程，或許可以幫助更好地了解甚至治療癡呆癥、帕金森氏癥、抑郁和焦慮等神經(jīng)失調(diào)癥。