（图片来源：Awe Inspiring Images/Shutterstock） 微小的磁性给实验室里的小鼠带来了积极的振动。弗吉尼亚大学的科学家们开发了一种使用磁铁控制活体小鼠大脑的技术。研究人员创造了一种杂合基因——他们称之为 Magneto——它能在对磁铁有反应的脑细胞中产生蛋白质。每当经过 Magneto 工程改造的小鼠进入磁场时，这种无形的力量就会激活它们大脑中的愉悦中心。研究人员认为，磁性思维控制代表了一种非侵入性的操控神经通路和研究大脑功能的方法。他们还表示，这是开发“磁遗传学”疗法以治疗脑部疾病的第一步。
积极的振动
为了设计 Magneto，研究人员使用病毒载体将一种产生铁蛋白（一种储存体内铁的蛋白质）的基因植入 TRPV4 基因中，TRPV4 基因编码一种有助于在大脑中传递信息的钙蛋白。这种杂合基因产生的蛋白质对弱磁场有反应。然后，该团队收集了六只带有 Magneto 基因的小鼠和六只没有该基因的小鼠，并将它们放在一个只有一端有磁场的围栏里。经过工程改造的小鼠在控制多巴胺释放的神经元中表达了 Magneto 基因——多巴胺是负责愉悦感的化学物质。
Michael Wheeler（左）和 Ali Deniz Güler 工程设计了一种合成基因，该基因与磁场结合使用，可以让他们控制神经回路。（图片来源：Dan Addison/UVA） 如预期所示，经过改造的小鼠聚集在围栏有磁场的末端——它开启了它们产生愉悦感的多巴胺通道——而对照组则随机地在围栏里活动。当磁场关闭时，经过改造的小鼠对笼子有磁性的一侧并没有特别的兴趣。研究人员通过测量改造过的神经元的脑活动来证实了他们的发现。他们发现，当小鼠进入磁场时，Magneto 增强的神经元会被激活，这证实了磁性和神经元激活之间的联系。UVA 生物学教授 Ali Güler 领导了这项研究，他在一份声明中说：“我们可能发现了一个重大的进展，可以开发出一种‘梦想工具’，通过操纵对磁铁有反应的工程基因产品来远程控制神经回路。”他们于周一在《Nature Neuroscience》杂志上发表了他们的研究成果。
光遗传学的磁性扭转
Magneto 方法与光遗传学相似，光遗传学是一种基因改造脑细胞使其对光敏感的技术。通过将光照射在设计用于产生光敏蛋白的脑细胞上，研究人员可以激活和停用特定的神经通路。光遗传学有一个缺点：它需要侵入性手术才能在大脑中植入光纤电缆。这既不方便又耗时，并且阻碍了最终在人类身上使用。通过使神经元对磁性敏感，研究人员的系统根本不需要手术。目前，研究人员希望利用这项技术来研究大脑的发育和功能。通过操纵大脑的特定区域，他们可以确定特定神经元究竟做什么。但在未来，研究人员看到了磁性思维控制的潜在治疗益处。Güler 说：“如果我们能够利用基因疗法来控制神经元，那么就有可能通过控制有缺陷的神经网络来改变或消除某些神经系统疾病的影响。我们的方法可能是一种可能的途径。”
