【远程操控大脑？科学家成功利用近红外线控制老鼠的行为】近日，科学家首次发明了一种非侵入性的方法来控制大脑回路——大脑中的神经元群，它们共同执行一项特定任务，成功完成了让实验室动物从远处自由移动。这项将近红外光射入大脑的新技术，可能有助于研究人员分析大脑在正常行为中的工作方式，并可能有一天为人类脑部疾病带来新的治疗方法。
3月21日发表在《自然生物医学工程（Nature Biomedical Engineering）》杂志上的这项新研究详细阐述了这一发现，其基础是在光遗传学领域进行了大约20年的研究。光遗传学是一种利用可见光爆发来控制转基因细胞对光照做出反应的技术。科学家利用光遗传学分析了小鼠和其他实验动物的大脑回路，以阐明它们在人类身上可能如何工作。
然而，由于对可见光的依赖，现有的光遗传学技术通常只能实现有限的功能。大脑对可见光非常不透明，因此将光传送到研究人员想要瞄准的神经元通常需要有创性的植入物和安装在颅骨上的光纤电缆，“这不可避免地会导致大脑损伤或改变动物的行为，”该研究的联合首席作者、斯坦福大学的材料科学家和神经工程师Xiang Wu如此表示。
在一项新的研究中，研究人员通过使用近红外光克服了这个问题，特别是波长在1000到1700纳米之间的近红外光，被称为“近红外光II”，包括大脑和头骨在内的生物组织基本上是透明的。这使得把这样的光传递到大脑更深处成为可能。
首先，科学家们对细胞进行基因改造，以产生一种称为TRPV1的分子。这种热敏蛋白有助于人们感觉热相关的疼痛，以及辣椒的辛辣燃烧感，其发现在2021获得了诺贝尔医学奖。一种类似的分子赋予响尾蛇和其他响尾蛇在黑暗中捕食温血动物的能力。
研究人员还开发了纳米颗粒，可以吸收近红外II光，并将其转化为TRPV1可以感知的热量。这些大约40纳米宽的粒子被称为MINDS，是“用于脑深部刺激的高分子红外纳米传感器”，由用于生产有机太阳能电池和LED的可生物降解聚合物制成。
在小鼠实验中，科学家们对控制这些啮齿类动物运动的运动皮层一侧的神经元进行了基因改造，并将大脑注入同一区域。正常情况下，小鼠随机探索它们的外壳，但当近红外II灯在它们身上打开时，它们开始在运动皮层的单侧刺激下绕圈子。
研究人员发现，他们还可以将新技术应用于位于小鼠颅骨深处大脑底部附近的反馈相关神经元。结果发现，小老鼠对可以刺激多巴胺神经元的红外光“上瘾”，呆在光线照射下的时间最久。这并表明该方法可以瞄准大脑中任何地方的神经元，即使近红外II光被放置在距离动物头部一米远的地方。
这种无创控制特定大脑回路的新方法可能有助于科学家了解小鼠自然行为的基础，而由于系带和大脑植入物的阻碍，科学家可能无法用光遗传学进行研究。“我们可以通过几个近红外II光束来跟踪多个相互作用的动物的运动，从而独立调节它们的神经活动，”Wu说，“这在传统的基于纤维的光遗传学中尤其困难，因为纤维可以抑制动物的行为，而老鼠往往还会咬它们。”
此外，“我们的实验室目前正在开发新技术，可以使神经元对无线电波敏感，” Wu说，“这需要设计全新的材料系统和相当多的工程努力。”
科学家们指出，他们的新技术仍然需要进行侵入性脑手术，才能将基因修饰病毒和MINDS送入大脑。Wu指出，在未来，他们可以借助超声波使他们的方法更具侵入性，这有助于打开血脑屏障——防止大多数大分子进入大脑的保护膜从而进入大脑。
研究人员表示，这项技术如果最终成熟，可以用于临床上调节病人大脑中的特异神经元回路，治疗一些神经系统的疾病，如癫痫等，但在此之前还有大量工作要做。
https://t.cn/A66g6PWV
3月21日发表在《自然生物医学工程（Nature Biomedical Engineering）》杂志上的这项新研究详细阐述了这一发现，其基础是在光遗传学领域进行了大约20年的研究。光遗传学是一种利用可见光爆发来控制转基因细胞对光照做出反应的技术。科学家利用光遗传学分析了小鼠和其他实验动物的大脑回路，以阐明它们在人类身上可能如何工作。
然而，由于对可见光的依赖，现有的光遗传学技术通常只能实现有限的功能。大脑对可见光非常不透明，因此将光传送到研究人员想要瞄准的神经元通常需要有创性的植入物和安装在颅骨上的光纤电缆，“这不可避免地会导致大脑损伤或改变动物的行为，”该研究的联合首席作者、斯坦福大学的材料科学家和神经工程师Xiang Wu如此表示。
在一项新的研究中，研究人员通过使用近红外光克服了这个问题，特别是波长在1000到1700纳米之间的近红外光，被称为“近红外光II”，包括大脑和头骨在内的生物组织基本上是透明的。这使得把这样的光传递到大脑更深处成为可能。
首先，科学家们对细胞进行基因改造，以产生一种称为TRPV1的分子。这种热敏蛋白有助于人们感觉热相关的疼痛，以及辣椒的辛辣燃烧感，其发现在2021获得了诺贝尔医学奖。一种类似的分子赋予响尾蛇和其他响尾蛇在黑暗中捕食温血动物的能力。
研究人员还开发了纳米颗粒，可以吸收近红外II光，并将其转化为TRPV1可以感知的热量。这些大约40纳米宽的粒子被称为MINDS，是“用于脑深部刺激的高分子红外纳米传感器”，由用于生产有机太阳能电池和LED的可生物降解聚合物制成。
在小鼠实验中，科学家们对控制这些啮齿类动物运动的运动皮层一侧的神经元进行了基因改造，并将大脑注入同一区域。正常情况下，小鼠随机探索它们的外壳，但当近红外II灯在它们身上打开时，它们开始在运动皮层的单侧刺激下绕圈子。
研究人员发现，他们还可以将新技术应用于位于小鼠颅骨深处大脑底部附近的反馈相关神经元。结果发现，小老鼠对可以刺激多巴胺神经元的红外光“上瘾”，呆在光线照射下的时间最久。这并表明该方法可以瞄准大脑中任何地方的神经元，即使近红外II光被放置在距离动物头部一米远的地方。
这种无创控制特定大脑回路的新方法可能有助于科学家了解小鼠自然行为的基础，而由于系带和大脑植入物的阻碍，科学家可能无法用光遗传学进行研究。“我们可以通过几个近红外II光束来跟踪多个相互作用的动物的运动，从而独立调节它们的神经活动，”Wu说，“这在传统的基于纤维的光遗传学中尤其困难，因为纤维可以抑制动物的行为，而老鼠往往还会咬它们。”
此外，“我们的实验室目前正在开发新技术，可以使神经元对无线电波敏感，” Wu说，“这需要设计全新的材料系统和相当多的工程努力。”
科学家们指出，他们的新技术仍然需要进行侵入性脑手术，才能将基因修饰病毒和MINDS送入大脑。Wu指出，在未来，他们可以借助超声波使他们的方法更具侵入性，这有助于打开血脑屏障——防止大多数大分子进入大脑的保护膜从而进入大脑。
研究人员表示，这项技术如果最终成熟，可以用于临床上调节病人大脑中的特异神经元回路，治疗一些神经系统的疾病，如癫痫等，但在此之前还有大量工作要做。
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#随机游程的感悟#(20220401)#沈阳同城#★感慨我#沈阳#的核酸检测。我大东区已经第十三次卡嗓子了，什么是头？
今天发文章《思考禅定中与死后有何区别？》我认为或许都是“什么也不知道了”结果！区别？或许只是在舒缓过程的心情上。#禅定#思路去除六识的“散乱”，不再遇到生死因为控制不了“昏沉”，再次诱出再投胎轮回的八识“种子”中。#意识#保留在记忆深刻区域的大量#神经元#中。脑神经死亡也就相当于电脑“报废”，超量的数据又没办法留下保存。概率上或许有#灵魂#能量体以辐射波形式“释放”但与我们当世无关。所以科学认为“人死如灯灭”，“活着的”没谁真能知道死时如何感受！“空”，非没有，也非有。人生命数，来时无迹，去时无可奈何！https://t.cn/A66OT5sc
#佛教他心通##随机游程##随机游程[超话]##期货期权的实践汇总#今天发文《期货交易的成与败皆因重仓》人活在世间就没十全十美，做#期货交易#也一样。真的面对#财运##偏财运#好坏连续现象。即使我做了十三多年#期货#也是总连续一阵一阵的发作。做#期货#又如何应对引发收益极不稳定大起大落呢？在我看来就是“实盘的仓位比例过重”引发。过分的运作超出了自己能力认知#期货交易#者，一旦心中充满恐惧就会为错上加错。大多数人，最终都倒在了大赚和大亏中，十有八九以“后续资金不足”，往往期货公司出于自身风险考虑，总是这时候增加保证金毁人不倦。能咋办？量力而行。#随机游程的感悟[超话]##期货期权的实践汇总[超话]#
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#随机游程的感悟#(20220330)★思考禅定“无念即解脱”与死后“意识永不知”有何区别？ 两个结局，好像都是“什么也不知道了”！我认为区别只是在舒缓过程的心情上不同。#禅定#思路去除六识的“散乱”，不再遇到生死因为控制不了“昏沉”，再次诱出再投胎轮回的辐射波阿赖耶识种子因缘。在我看来#意识#只是人生出现大脑后，复杂电信号形成#记忆#组合体保留。就是由“日积月累”大量#突触#存储器构成的。保留在记忆深刻区域的大量#神经元#中。脑神经死亡，也就相当于电脑“报废”，超量的数据又没办法留下保存。#随机游程的感悟[超话]#
#佛教他心通#昨天中午的禅定幻相，是视频有人将塑料瓶中间截断，接水倒入溢出。另外还有一事“迁就着过”。
#时空信箱#都知道追求的感官享受都是短暂而不是永恒的。人生数十年的光阴为何都喜欢追寻各种感受呢？人生命数，来时无迹，去时一同！#随机游程##随机游程[超话]#
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