文 / 管颜青 编 / 干玎竹
智能手机可以控制脑细胞了。近日，《自然生物医学工程》（Nature Biomedical Engineering）杂志发表了一项来自韩国和美国科学家团队的最新发明。这是一种微型的大脑植入装置，可以通过智能手机调控脑部的神经回路。研究人员称，该设备可以输送药物，早期发现脑部疾病，如帕金森症、阿尔茨海默症、成瘾、抑郁症和疼痛，并有助于揭示神经疾病的基础。
传统的植入给药方式通常使用刚性金属管和光纤来传输药物和光信号，这需要相对庞大的物理设备与受试者身体部位连接，并会限制他们的运动。除此之外，植入物相对坚硬的结构也会随着时间推移造成软组织损伤，不适合长期植入。为此，科学家希望利用无线技术实现对脑细胞的调控和给药。
这项研究的第一作者、韩国高等科学技术研究院(KAIST)和美国科罗拉多大学博尔德分校的研究员Raza Qazi介绍说，新的无线植入设备具有乐高式可更换的药盒以及强大的低耗能蓝牙装置，可以“即插即用”，长时间输送药物，并能通过智能手机操控瞄准感兴趣的特定神经元。
该设备已在老鼠的脑部进行了实验。研究人员用了一个和人类头发一样粗的柔软超薄的探针将这个装置植入老鼠的大脑。该探针具有微流体通道和比一粒盐还小的微型发光二极管，可以让药物传输和脑回路的研究持续几个月。
（小鼠脑植入设备）
通过智能手机上的APP控制界面，研究人员能够实现远程药物输送，并能触发预先设定的程序让光信号对动物的神经细胞产生影响。
(远程操控小鼠体内植入设备)
“这让我们能够更好地理解行为的神经学基础，以及大脑中特定的神经调节因子如何调节行为。”合著作者、华盛顿大学医学院麻醉学教授Michael Bruchas表示，这项技术还可以在许多方面帮助研究人员，如复杂的药理学研究以及开发治疗疼痛、成瘾和情感障碍的新疗法。
参考资料
Nature Biomedical Engineeringvolume
Wireless optofluidic brain probes for chronic neuropharmacology and photostimulation
https://www.nature.com/articles/s41551-019-0432-1
Technology
Scientists manipulate brain cells using a smartphone
https://www.technology.org/2019/08/08/scientists-manipulate-brain-cells-using-a-smartphone/
