在過去3個月中有關(guān)LED植入生物體內(nèi)驅(qū)動帶有光反應(yīng)蛋白的神經(jīng)研究陸續(xù)被報道，這算是LED跨入醫(yī)療與生物科技的新應(yīng)用，很值得關(guān)注。從美國華盛頓大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究中，發(fā)現(xiàn)實驗室中植入LED的老鼠，當(dāng)研究人員利用LED燈光刺激獎賞區(qū)塊時，其大腦中厭惡的區(qū)塊也會無意間同時受到驅(qū)動，這說明了治療憂郁癥的藥物為什麼在臨床上看起來沒有效果。也開啟了后續(xù)對LED燈與大腦連結(jié)的研究。
而史丹佛大學(xué)則首開先例，成功使用無線的LED植入裝置，開啟此類利用光遺傳學(xué)原理實驗的新格局。藉由老鼠自有的能量驅(qū)動LED燈發(fā)出光線，無線遙控小如胡椒籽的藍色LED裝置，控制老鼠大腦神經(jīng)細胞、脊椎或四肢。
接下來，加拿大戴爾豪斯大學(xué)的研究人員又有新的突破，將光通道直接作用在肌肉上，這樣一來即使神經(jīng)失去功用，也能驅(qū)動肌肉活動。
近期，針對植入LED燈的醫(yī)學(xué)研究又傳來好消息。
LED燈可望阻擋痛覺通往腦部 造福需要疼痛管理的病患
科學(xué)家研究出一種富彈性、可植入體內(nèi)的裝置，能夠驅(qū)動體內(nèi)和脊柱的痛感訊號，這也代表，可望阻隔痛感傳遞到腦部。
位于美國東部圣路易斯的華盛頓大學(xué)醫(yī)學(xué)院和伊利諾大學(xué)厄巴納-香檳分校研究人員表示，植入的裝置有一天可望能夠用在人體不同部位，為無法有效治療的疼痛提供另一種辦法─阻隔痛覺傳送到腦部。
資深共同研究人員羅伯?杰魯四世(Robert W. Gereau IV)，同時也是華盛頓大學(xué)疼痛中心的主任，他表示：“我們最終的目標(biāo)是用這個科技治療特定區(qū)域的疼痛，利用類似“開關(guān)”的概念，在痛感訊號傳送到腦部之前就阻擋掉?！?/p>
此研究在2015年11月9日刊載于線上版《Nature Biotechnology》。
這些老鼠身上部分神經(jīng)帶有對光反應(yīng)的蛋白細胞，研究人員希望能夠利用植入LED裝置驅(qū)動細胞，鈍化痛感訊號，阻斷一般療法沒辦法解決的疼痛，造福病患。(圖片來源：華盛頓大學(xué))
可延展、有彈性的LED植入裝置 可固定于心臟等器官
杰魯說明，由于這個裝置柔軟且可延展，可以植入身體活動性的部位。在之前的研究當(dāng)中，這類裝置通常必須植入并固定在骨頭上。
他表示：“但是當(dāng)我們在研究脊椎上的神經(jīng)元或者中樞神經(jīng)以外的區(qū)域時，我們需要能夠延展、不需固定在骨頭上的裝置?！?/p>
這個新的裝置能夠用手術(shù)縫線固定在一個地方。與之前裝置相同，這個可延展的裝置裝有一個微型LED，能夠驅(qū)動特定的神經(jīng)細胞。杰魯說他希望能夠利用這個植入裝置，鈍化痛感訊號，阻斷一般療法沒辦法解決的疼痛，造福病患。
研究人員在基因改造的老鼠身上植入裝置。這些老鼠身上部分神經(jīng)帶有對光反應(yīng)的蛋白細胞。為了要展示植入裝置對神經(jīng)細胞中疼痛的通道有影響，研究人員利用LED燈驅(qū)動了老鼠的痛感。當(dāng)老鼠在迷宮中通過一特定區(qū)域，植入裝置的LED燈就會發(fā)亮，并且驅(qū)動疼痛細胞讓老鼠感到不適。而在離開迷宮的那個區(qū)域之后，裝置就關(guān)閉，疼痛也消失。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，這些動物很快就學(xué)會要避開該區(qū)域繞道而行。
這個實驗如果是用舊版的光遺傳學(xué)裝置可能就很難實行，因為舊版的裝置帶有電線，可能會影響老鼠的行為。
研究走出實驗室 計劃量產(chǎn)LED植入裝置催生更多相關(guān)實驗
據(jù)伊利諾大學(xué)材料工程系，同時也是共同研究主持人約翰?羅杰表示，現(xiàn)行的微型彈性裝置能夠用手術(shù)縫線固定，同時也可能可以用在腎臟、胃、腸道、心臟或其他器官。
他補充道：“他們提供了特殊、能與生物相容的平臺，實現(xiàn)讓光無線傳輸?shù)缴砩蠋缀跞我黄鞴??！?/p>
羅杰和杰魯設(shè)計植入裝置時，特別留意要將未來的量產(chǎn)列入考量，讓其他研究人員也能夠用這個裝置進行更深入研究。杰魯、羅杰和華盛頓大學(xué)麻醉系副教授麥可?布魯喬斯(Michael R. Bruchas)共同成立了NeuroLux公司，朝量產(chǎn)裝置的目標(biāo)前進。
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