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大脑无线路由器 发表评论(0) 编辑词条

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肯德尔研究所的装置,可以让光遗传学研究的实用性更强。
意念控制: 这个光遗传学系统能用光来控制自由活动的动物的脑细胞。该系统的原型可以插入动物大脑的植入装置。
来源: 肯德尔研究所 (Kendall Research)

光遗传学(Optogenetics)曾经被视做生物医学领域的一大突破---它承诺可以用光来精确控制脑细胞,从而操纵受控对象的行为、模仿出疾病的过程,甚至有朝一日可以治疗疾病。

但到目前为止,光遗传学研究受到物理学上约束的诸多限制。该技术需要昂贵的大型激光作为光源,需要用光纤电缆与动物相连。这些都成为研究受控细胞如何影响动物的正常行为的障碍。

现在,位于麻省剑桥(Cambridge, Massachusetts)的一家创业公司---肯德尔研究所(Kendall Research)正试图把光遗传学从这些重压下解放出来。公司开发了几种小巧轻便的原型设备,使用无线供电。这些设备让老鼠和其他实验动物能够自由活动。公司也在开发能够自动和远程控制实验过程的系统,以便在大批量研究中应用该技术。

该公司的创始人是克里斯蒂安·温茨(Christian Wentz)。早在他还是麻省理工学院艾德·波伊登实验室(Ed Boyden's lab)的一名学生时,就开始了这一研究。他曾研究如何让光遗传学在大脑对行为的影响这一领域更为有用。光遗传学要改变某些细胞的遗传特性,使其对光有反应,然后选择性地用激光加以刺激,以激活或抑制某些细胞。肯德尔研究所没有使用激光作为光源,而是创造性地使用了发光二极管(LEDs)和激光器二极管(laser diodes)的组合包,可以与一个小型头戴装置组合,插入动物大脑的植入装置。

该装置仅重3克,通过安装在动物笼子底下或测试区域内的特大电容进行无线供电。这些电容很适合这种偶发脉冲式电能---而非连续供电的实验。该装置还包括一个通过USB接口接入计算机的无线控制器。“它实际上就是一个脑部的无线路由器。”温茨说。

无线设备让研究人员能够远程控制光遗传实验设备,甚至能进一步安排实验进度。

凯西·哈尔彭(Casey Halpern)是宾夕法尼亚大学的一位神经外科医生,也是参与该装置试用测试的研究人员之一。他表示,光遗传学技术受到物理学上的限制太大了。“几乎没法做任何有针对性的行为学实验。”

比如,哈尔彭想要研究进食行为。他想要搞清,激活或抑制某一组神经细胞会如何改变老鼠的进食方式。对这一问题的检验,就在一个无人的房间中的老鼠笼子里。结果显示,老鼠更倾向于正常表现。

温茨表示,尽管这种设备的初装费用和一套激光系统相当,但可以把它做得体积更大,这样就会便宜得多了。有了价格优势,再加上其远程控制实验的能力,这将使大批量条件下进行光遗传学实验变得更容易。

肯德尔研究所计划用该设备在大脑中收集数据。数据随后通过无线传输至计算机。桑杰伊·马加维(Sanjay Magavi)是顶点医药公司(Vertex Pharmaceuticals)的一位研究人员,他表示:“尽管这一装置如何投入工业化应用尚不明朗”,但业界对在动物身上利用光遗传学来研究更复杂的疾病类型,进行临床期之前的药物测试的兴趣正越来越浓。  

参考文献编辑本段回目录

http://www.mittrchinese.com/single.php?p=169678

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