最近的一项临床前研究突出了一个开创性技术，该技术允许使用磁场对特定的大脑电路进行非侵入性控制。这一创新对提升我们对大脑的理解以及为包括帕金森病、抑郁症、肥胖症和慢性疼痛等各种神经和精神障碍的新治疗方案铺平道路具有重要潜力。
最近的一项临床前研究展示了一项开创性技术，该技术使研究人员能够通过磁场非侵入性地操纵特定的大脑电路。这项研究由来自韦尔康奈尔医学中心、洛克菲勒大学和西奈山医学院的科学家进行，这项技术可能成为一个强大的大脑研究工具，为帕金森病、抑郁症、肥胖症和复杂疼痛等多种条件下的未来治疗奠定基础。
这项创新的基因治疗技术在10月9日发布的《科学进展》论文中进行了详细描述。在对小鼠进行的实验中，研究人员展示了其激活或抑制特定神经元群体的能力，导致动物运动发生明显变化。值得注意的是，一项实验成功减少了帕金森病小鼠模型中的异常运动。
研究的高级作者、韦尔康奈尔医学中心神经外科教授兼执行副主任及纽约-长老会/韦尔康奈尔医学中心运动障碍外科负责人迈克尔·卡普利特博士表示：“我们预见到磁基因技术有一天可以帮助许多临床病例中的患者。”
这项协作研究涉及卡普利特博士的实验室以及洛克菲勒大学分子遗传学教授杰弗里·弗里德曼博士和西奈山医学院医学系助理教授萨拉·斯坦利博士的团队。
卡普利特博士实验室的博士后研究员圣地亚哥·乌达博士是这项研究的首席作者。
实时控制大脑电路，同时允许动物或人类的正常运动，一直是神经科学家期待的目标，尽管这面临着巨大挑战。目前，光遗传学技术能够通过光脉冲瞬间开关特定神经元，但需要侵入性设备将光引导入大脑。同样，深脑刺激可以调整大脑区域，但需要永久植入设备，并追求更大的准确性。
在对磁基因技术进行初步研究作为现有方法的替代方案后，弗里德曼博士和斯坦利博士与卡普利特博士合作，开发了一种预计有临床应用的方法。
这项创新方法利用基因治疗引入一种工程化的离子通道蛋白到特定神经元中。这个离子通道蛋白像开关一样，可以打开或关闭神经元，并因其包含一种附着在富含铁蛋白上的蛋白而对磁场产生反应。当基因治疗通过微创手术施加到目标大脑区域时，一个足够强的磁场能够操控富含铁蛋白捕获的铁原子以打开或关闭通道，根据其设计激活或抑制神经元，无需植入设备或药物。
在一个实验设置中，研究小组将用于磁场敏感通道的基因治疗注射到小鼠的纹状体中，该区域负责运动控制。随后，他们利用MRI机器的磁场激活神经元，显著减慢甚至停止了小鼠的运动。在另一个测试中，他们减少了下丘脑核的神经活动，这有助于缓解帕金森病小鼠模型中的运动障碍。
研究人员发现，他们的方法在使用一种更小、成本更低的“经颅磁刺激”设备时仍然有效，这种设备在临床上常用于治疗抑郁症、偏头痛和其他疾病。
试验没有显示出任何安全问题，研究人员强调，典型的环境磁场远远太弱，无法意外激活磁基因开关。
研究团队计划进一步调查潜在的临床应用，包括治疗影响周围神经的精神障碍和慢性疼痛。他们还致力于完善并推动磁基因技术本身的发展。
乌达博士表示：“能够通过这个相对简单的系统对大脑活动进行定向操控对于提高我们对相关原理的理解和进一步推动这一新技术非常关键。”
韦尔康奈尔医学中心的许多医生和科学家与外部组织保持合作，以促进科学创新并提供专家见解。该机构公开披露这些关系以保持透明。如需额外信息，请参见迈克尔·卡普利特博士的个人资料。
本研究获得了国家神经疾病和中风研究所和国立卫生研究院主任办公室的资助，两个机构均属于国立卫生研究院，资助编号为R01NS097184、OT2OD024912和JPB基金会。
