研究人员发现了一种非侵入性技术，利用生物发光光遗传学刺激大脑的特定区域。
在罗切斯特大学，科学家们揭示了一种使用BL-OG（生物发光光遗传学）的方法。这种创新的方法利用光来激活大脑神经元。管理大脑活动的能力可能会显著改变侵入性治疗，例如用于帕金森病和其他神经系统疾病的深脑刺激。
这种新方法的突出之处在于，它在不需要植入物的情况下激活大脑，该植入物可以传递物理光，曼努埃尔·戈麦斯-拉米雷斯（Manuel Gomez-Ramirez）表示，他是脑与认知科学的助理教授，也是发表在《神经影像学》期刊上的研究的主要作者。
该研究的第一作者、戈麦斯-拉米雷斯领导的触觉实验室的经理艾米莉·墨菲（Emily Murphy）评论道：“BL-OG是一种非侵入性探索大脑神经回路的优秀技术。我们还有很多需要了解的关于不同大脑区域和神经元类型的结构和功能，这将增强我们对健康大脑运作方式的理解。”
无传统开关激活光
为了照亮大脑，研究人员需要特定的工具。第一个是光遗传学，这是一种成熟的技术，使用光刺激或抑制脑细胞。第二个工具是生物发光，这种化学反应赋予萤火虫它们的光，这为光遗传学的功能提供了必要的照明。
通过将这些工具结合，研究人员创造了BL-OG所需的组件。然而，BL-OG还需要一种“激活”这种光的方法。当有机化合物荧光素与生物发光结合时，它会产生刺激光遗传学的光，从而影响大脑中的细胞反应，无需手术。戈麦斯-拉米雷斯的早期研究已确认荧光素对身体是安全的。
触觉实验室团队通过对小鼠特定大脑区域施用BL-OG来测试这种组合。随后，他们通过动物尾部的静脉注射荧光素来激活目标脑细胞。研究结果显示，BL-OG的效果迅速发生，研究人员可以通过调整给予动物的荧光素剂量来控制这些效果。
“微调”生物发光光遗传学
戈麦斯-拉米雷斯表示：“这种技术的美在于，我们可以在不使用电缆的情况下诱导大脑激活，从而减少与侵入性方法常见的感染和并发症的风险。为了让我们在实验室甚至有可能在临床中实施这种技术，我们必须精确记录所有相关的基本参数。这些最新发现使我们能够根据特定的需求和条件微调BL-OG的效果。”
此外，研究人员可以通过生物发光活动监测BL-OG的神经调节效果——这是这种方法可能提供的另一个潜在优势，可能为大脑功能提供更深层次的见解。
这项研究得到了阿尔弗雷德·P·斯隆基金会的支持。
