科学家如何使用智能手机来控制向大脑输送药物过程?

科学家如何使用智能手机来控制向大脑输送药物过程?
光遗传学是一个新兴的生物技术领域,该领域使用光和基因来控制活组织细胞(盖蒂图像)
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本周科学家公布了关于开发一种新无线装置的首个案例,该装置可以通过智能手机控制向大脑输送药物和光线的过程,并具备长时间工作能力。

市场上的供药过程在其被发现之后既昂贵又费力,并且平均需要花费数十年时间,尤其是当事情涉及神经心理学的时候,该学科是一个治疗由神经系统疾病引起的心理健康问题的医学分支,如偏头痛、焦虑、抑郁、注意缺陷多动障碍(ADHD)、精神分裂症、双相情感障碍、中风、帕金森病、多发性硬化症、癫痫、自闭症谱系障碍、痴呆。

8月5日《自然-生物医学工程》(Nature Biomedical Engineering)发表了一项研究 ,来自韩国和美国的一组研究人员制作了一个带有药盒的智能手机控制的无线装置,使研究人员能够直接将药物和光线输送到老鼠大脑。

光遗传学是一个新兴生物技术领域,该学科利用光和基因来控制活组织细胞,如神经元。

药物开发前景

该研究的第一作者、韩国高等科学技术研究所和科罗拉多大学博尔德分校的研究员拉扎·格兹(Raza Qazi)表示,“这是第一个能够长时间将药物和光输送到脑细胞的无线神经装置”。

华盛顿大学医学院麻醉学、疼痛医学和药理学教授兼该研究的共同作者迈克尔·布鲁卡斯表示,“这种装置可以让我们更好地剖析行为的神经回路基础,以及大脑中特定神经调节器如何以各种方式调节行为”。

作者解释称,这种神经装置配备了即插即用的可更换药盒,以及非常柔软和且超薄的探针,还有可以通过智能手机控制的无线蓝牙装置。

药盒设计允许研究人员在无需额外手术或更换神经植入物的情况下测试无限量供应的药物。


神经心理学指的是治疗由神经系统疾病引起的精神健康问题[路透社]

探针可以在老鼠活脑组织深处输送四种不同类型的药物和两种不同波长的光。这种神经装置被认为是一种精细的光线液体,并且可以被热感激活以将药物输送到大脑。

研究人员在其报告中写道,该设计简便了长时间使用该装置,这使得能够长期研究神经回路,同时通过一次手术就可以允许药物和光线在相同区域内进行相同和重复的输送。

韩国高等科学技术研究所电气工程教授表示,“我们尝试尽可能简化大脑内的无线控制”。

这种神经装置很微小,并配备了强大的蓝牙芯片,因此无需使用任何巨大且昂贵的专用设备,我们就可以通过智能手机轻松控制大脑的神经回路。

这个过程不仅容易,而且能够高度精确地控制脑电路。该技术可以极大地促进大脑研究,以检测各种脑部疾病,如帕金森病、成瘾和抑郁症。

有了这种能够输送药物和光的神经装置,现在研究人员拥有了一个强大的工具,可以帮助加速以大脑为核心旨在发现和开发药物的研究步伐,这一成就可能加速神经科学、神经心理学、生物技术、药学、生命科学和医疗保健领域的未来创新。
文章来源 : 电子网站