遥控脑回路？科学家做到了_风闻
Science_北京-不惧过往，不畏将来！2022-03-25 16:57
动动手中的设备，就能操控别人的思想和行为，听起来是比“钞能力”更厉害的超能力。最近，美国斯坦福大学的科学家们率先在小鼠身上实现了类似场景，并在《自然-生物医学工程》杂志发文介绍了详细情况。
他们怎么做到的？用了啥“黑科技”？未来，人类会不会也惨遭遥控呢？
“黑科技”的由来
一切还要从一束打向大鼠脑袋的蓝光说起。
这束蓝光，开启了用光调控神经功能的大门，让光遗传学技术（optogenetics）应运而生，迅速成为各地脑科学实验室的标配。
简单来说，光遗传学技术通过将光敏藻类蛋白引入动物神经元，实现用光控制神经元的活动。斯坦福大学的科学家曾借此令一只患有帕金森的小鼠重新站立、行走。
然而，这项技术有一大致命缺点——依赖于可见光谱。“头骨不透明，可见光无法直接穿透，所以要想将光引导到你想刺激的细胞，通常需要侵入性的光学植入物，这很可能损伤脑组织、引发炎症。”论文通讯作者、材料科学家洪国松（音译）表示。
所以，他将目光转向了可透过头骨的红外光，在原有技术上作出改良，并用改良后的非侵入式“黑科技”，成功实现了小鼠神经回路的遥控。
新技术的两大关键分别是TRPV 1和MINDS。前者是属于热量传感器，能接收红外光（热量是红外光的另一种形式）；后者则有着类似“变频器”的功能，这种纳米颗粒可以通过注射进入目标脑区，吸收并放大透过大脑的红外光。
被遥控的小鼠有何表现？
研究人员将TRPV1和MINDS先后注入小鼠运动皮层一侧同一区域的神经元，并将小鼠关在围栏中。起初，小鼠在围栏内随机探索，但当研究人员在围栏外打开一束红外光时，小鼠立即开始规律地绕圈行走。
随后，研究人员又将TRPV1和MINDS注入小鼠大脑“奖赏中心”表达多巴胺的神经元中，这些神经元位于小鼠大脑底部。此时，小鼠身处迷宫中，研究人员在迷宫外部打开了红外光。结果，小鼠开始沉浸式探索迷宫，久久不愿停歇。
在整个过程中，小鼠没有遭受脑部创伤，仍然健康活泼，也不用被传统的光纤系绳束缚，能自由活动。
意识能被操控？
在“意识操控”这件事儿上，科学家们做过一定尝试。比如，去年就有研究者通过植入物为大脑提供针对性电刺激，以改善认知功能。
不过，这些尝试最终止于局部改善，远远谈不上“有组织、有计划”的控制，离真正意义上的“意识操控”更是十万八千里。
而此次针对小鼠的“脑回路遥控”，也并没有想象中那么玄乎。它只是刺激了小鼠的神经活动，顺带影响了小鼠的特定行为。所谓的“遥控”也有范围限制——超过1米，控制就会失灵。
不过，洪国松认为，新技术确实有助于解决神经科学中最亟待解决的问题——在动物正常行为期间，灵活测试大脑深处的细胞和回路。“和人类一样，小鼠也是社会物种，”洪说。也许，新技术加持下，人类的社会认知之谜将一一破解。
◎编译作者：陈之涵
◎内容来源：
https://www.sciencedaily.com/releases/2022/03/220322150910.htm
https://medicalxpress.com/news/2022-02-sensitive-brain-cells-micromagnets.html
https://medicalxpress.com/news/2021-07-noninvasive-technique-neurological-conditions.html
https://www.51cto.com/article/688641.html
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