發(fā)布日期：2019-01-08

　　科技日報北京1月7日電 （記者張夢然）英國《自然》雜志6日在線發(fā)表了一項生物醫(yī)學工程新突破：一種通過電刺激和光輸入來控制神經(jīng)活動的生物光電子系統(tǒng)研發(fā)成功，美國科學家團隊在實驗中已可以恢復(fù)大鼠的膀胱功能。經(jīng)過進一步研發(fā)和測試，該系統(tǒng)或能成為一種治療疾病和器官功能障礙的新方法。

　　生物電子醫(yī)學采用工程系統(tǒng)刺激神經(jīng)系統(tǒng)，以緩解疾病癥狀。這類系統(tǒng)可能也融合了光遺傳技術(shù)，即利用光控制活細胞（一般是神經(jīng)細胞）。但是，目前的生物電子系統(tǒng)缺乏靶向特定器官所需的特異性，因此有可能產(chǎn)生意外的副作用。

　　此次，美國西北大學約翰·羅格、圣路易斯華盛頓大學羅伯特·季里奧及他們的同事，開發(fā)了一個微型生物光電子系統(tǒng)，并將其植入患有藥物誘發(fā)的膀胱功能障礙的雌性大鼠體內(nèi)。植入物包括一個閉環(huán)（自調(diào)節(jié)）系統(tǒng)和若干互聯(lián)組件：一個傳感器，用以監(jiān)測膀胱充盈情況；一對微尺度LED，用以照射膀胱進行光遺傳學控制；一個無線單元，用以為系統(tǒng)提供動力；一個數(shù)據(jù)監(jiān)測裝置。他們向動物膀胱內(nèi)“引入”對光信號敏感的視蛋白。借助病毒載體，這些視蛋白得以在神經(jīng)細胞中表達，使神經(jīng)細胞的活動能夠被光信號開關(guān)所控制。

　　實驗顯示，大鼠對上述裝置耐受良好，在植入后的7天內(nèi)，未觀察到明顯炎癥反應(yīng)或體重/運動變化。

　　該系統(tǒng)能夠?qū)崟r自動識別病理類型，并觸發(fā)LED以光遺傳學方式刺激特定的膀胱神經(jīng)作出反應(yīng)。最后，大鼠恢復(fù)了正常的膀胱功能。研究人員表示，目前還需要進一步的測試和適當?shù)谋壤龜U展，才有可能將該系統(tǒng)應(yīng)用于人類。但研究團隊認為，該技術(shù)原理有望帶來較為廣泛的生物學應(yīng)用。

　　總編輯圈點

　　生物電子醫(yī)學是生物學和電子信息學的結(jié)合，常能產(chǎn)生一些奇妙的解決方案。這一次，美國的研究者們往大鼠體內(nèi)植入了一個生物光電子系統(tǒng)，讓神經(jīng)細胞的活動被光信號開關(guān)控制。盡管體內(nèi)有盞“燈”，但大鼠表現(xiàn)得“沒毛病”，還真靠著這套系統(tǒng)恢復(fù)了正常膀胱功能。看起來簡直新奇又可愛。有麻省理工學院的專家評論，對操控神經(jīng)系統(tǒng)用于疾病治療的領(lǐng)域來說，這項工作是一大進步。如果光遺傳學的方法真能用于臨床，該工作中用到的方法還將發(fā)揮更重要作用。

來源：科技日報