科學家發明的方法可逆沉默的腦細胞，用黃色光脈衝

在麻省理工學院媒體實驗室的科學家發明了一種可逆的腦細胞，用黃色光脈衝，提供控制失控的神經元活動，如癲癇症和帕金森氏病等疾病發生的前景保持沉默的方式。

這種疾病往往必須被視為消除神經元火不當。新的麻省理工學院的研究可能會導致光腦假肢控制神經元的發展，消除了不可逆的手術需要。

“在未來，控制神經元的活動模式，可能使很少或根本沒有副作用非常具體的治療神經和精神疾病，，”說愛德華博伊登，助理教授計劃在媒體藝術與科學和媒體實驗室的領導者新Neuroengineering和Neuromedia集團。

博伊登和媒體實驗室的研究子公司韓雪他們的結果發表在3月21日的在線雜誌“公共圖書館科學 ONE的問題”（PLoS ONE的）。

這項工作稱為 halorhodopsin一個基因的細菌生長，在極其鹹水，如在美國猶他州大鹽湖，發現優勢。在細菌，Natronomas pharaonis，基因編碼的一種蛋白質，可作為一種光激活的氯離子泵，它可以幫助細菌使能源。

當神經元的設計來表達的halorhodopsin基因，研究人員可以抑制其活動，通過對他們的光輝黃燈。光激活的氯泵，哪個驅動器的神經細胞的氯離子，降低其電壓和壓制他們的射擊。

博伊登說，這種抑製作用可能是在處理與控制神經元發射造成的疾病非常有用。 “在這種疾病中，抑制比激勵更直接，因為你可以關閉運行不正常的神經迴路，”他說。

許多癲癇患者植入電極，定期給他們的大腦電動顛簸，作為除顫器關閉過度活躍的神經元。這項新的研究開闢了一個光學植入可以做同樣的事情的可能性，使用光而不是電力。媒體實驗室 neuroengineering集團計劃今年開始在轉基因小鼠研究此類設備。

該集團還計劃利用新的方法來研究神經迴路。去年，Boyden小發明了一種技術刺激藍色的光芒照耀他們的神經元，所以藍色和黃色的光，研究人員現在可以發揮對單個神經元的刺激和抑制精緻控制。

更多地了解參與癲癇的神經迴路，可以幫助科學家開發，可以預測即將發生扣押時的設備，使治療（震驚或光）進行管理，只在必要時，博伊登說。

博伊登說，該技術也提供了一種方法來研究其他腦部疾病，以及正常的腦電路，提供洞察到其中的大腦區域和神經元作出貢獻的具體行為或病理狀態。

halorhodopsin基因最初是在20世紀 80年代發現的，但沒想到的Boyden充分發揮其潛力已探索。由基因所表達的蛋白質變成了有完全正確的特點，使其在神經元抑制有用。

“通常，如果你有耐心和思考你想要做什麼的仔細，你可以找到你想要什麼，這是非常接近的一個分子，和一點點運氣，它會變成工作，博伊登說。”

halorhodopsin工作是從媒體實驗室 Neuroengineering和Neuromedia集團，這是大約半年前成立的，以提高媒體實驗室的腦體關係的研究的首批項目之一。

“媒體實驗室一直在研究和世界人民之間的接口感興趣，”博伊登說，“但現在人們越來越在世界的機構和大腦之間的接口感興趣。”

http://web.mit.edu/newsoffice