互联网连接可以是无线的,那么为什么脑部医疗就不能呢?刺激大脑深处的神经元可以帮助治疗帕金森病和强迫症等疾病,但目前患者必须接受侵入性电极植入。 2015 年,两个研究团队宣布他们找到了一种跳过植入并远程刺激大脑的方法。
热,热,热
在三月,麻省理工学院材料科学家 Polina Anikeeva 及其团队宣布,他们通过注射一种经过特殊设计的病毒来加热,该病毒携带一种热敏感基因——与我们吃辣椒时产生“热”感觉的基因相同——进入小鼠大脑的某个区域。一旦病毒感染了具有热感应基因的神经元,研究人员就将磁性纳米颗粒注射到相同的脑细胞中。当他们将小鼠暴露于磁场时,纳米颗粒会升温,而现在对热敏感的神经元会放电。

当暴露于磁场时,注射的磁性纳米颗粒会升温并导致携带热敏感基因的神经元放电(在右侧以黄色、白色、绿色和浅蓝色显示)。未经处理的神经元(左侧)显示较少的活动。 | Polina Anikeeva 等人/麻省理工学院麦戈文脑研究所/DARPA/NSF
一个月后,纳米颗粒仍然存在,能够刺激神经元。接下来,该小组计划研究这种刺激如何影响动物的行为——这是朝着在人类中使用迈出的一步。
精明之举
来自佛罗里达国际大学和加州大学河滨分校的科学家跳过了加热步骤,并在七月宣布了另一种无线刺激方法,变得更加精明。工程师兼免疫学家 Sakhrat Khizroev 及其同事使用“智能”纳米颗粒激发神经元,这些纳米颗粒在暴露于磁场时会产生局部电场。他们通过小鼠的尾巴将纳米颗粒注射到小鼠的血液中。然后,他们将一块强磁铁放在小鼠的头部上方,以将颗粒向上拉过血脑屏障,血脑屏障是一种通常将不需要的分子挡在大脑之外的过滤器。一旦纳米颗粒挤过屏障,并且小鼠暴露于弱磁场,小动物的大脑就会通过发射电信号做出反应。

一块磁铁将“智能”纳米颗粒通过小鼠的血液拉入其大脑,类似于此图。一旦存在弱磁场,纳米颗粒就会触发神经元。 | 由 Sakhrat Khizroev/佛罗里达国际大学提供
Khizroev 使用了尾部到头部的技巧来将纳米颗粒扩散到大脑中,并模仿人类的静脉注射给药。但后来,他说有针对性的磁场可以集中治疗。他设想这些颗粒是多任务处理者,可以输送药物并刺激神经元。不需要电线。
[本文最初以“遥控大脑”为题发表在印刷版上。]















