在不到一秒的时间内无线激活目标大脑回路

由莱斯大学神经工程师领导的一个研究小组发明了一种无线技术，可以在一秒钟内远程激活果蝇的特定脑回路。

在一个公开的演示中自然材料，来自莱斯大学、杜克大学、布朗大学和贝勒医学院的研究人员使用磁信号来激活控制身体自由移动位置的目标神经元果蝇在一个围栏里。

“为了研究大脑或用于治疗神经系统疾病科学界正在寻找既难以置信地精确，又具有最低限度侵入性的工具，”该研究的作者雅各布·罗宾逊(Jacob Robinson)说计算机工程他是莱斯大学神经工程项目的成员。“用磁场远程控制选定的神经回路在某种程度上是神经技术的圣杯。我们的工作朝着这一目标迈出了重要的一步，因为它提高了远程磁控制的速度，使其更接近大脑的自然速度。”

罗宾逊说，这项新技术激活神经回路的速度比先前证明的最好的基因神经元磁刺激技术快50倍左右。

罗宾逊说:“我们取得了进展，因为主要作者查尔斯·塞贝斯塔(Charles Sebesta)想到了使用一种对温度变化速度敏感的新离子通道。”“通过召集基因工程、纳米技术和电气工程我们能够把所有的碎片放在一起，证明这个想法是可行的。这是世界一流科学家的团队努力，我们很幸运能与之合作。”

研究人员使用了基因工程在神经元中表达一种特殊的热敏离子通道，使苍蝇部分展开翅膀，这是一种常见的交配姿势。然后，研究人员注入了磁性纳米颗粒，可以用外加磁场加热。头顶上的摄像头可以观察到苍蝇在电磁铁上方的围栏上自由飞行。通过以特定的方式改变磁铁的磁场，研究人员可以加热纳米颗粒并激活神经元。对实验视频的分析显示，经过基因改造的苍蝇在大约半秒内就呈现出了展开翅膀的姿势磁场改变。

罗宾逊说，在精确时间激活基因靶向细胞的能力可能是研究大脑、治疗疾病和开发直接脑机通信技术的强大工具。

罗宾逊是MOANA项目的首席研究员，这是一个雄心勃勃的项目，旨在开发用于非手术、无线、脑对脑通信的耳机技术。MOANA是“磁、光、声神经通路”的缩写，该公司寻求开发一种耳机技术，既能“读取”或解码一个人视觉皮层中的神经活动，又能“写入”或编码另一个人大脑中的神经活动。磁生技术就是后者的一个例子。

罗宾逊的团队正朝着部分恢复盲人视力的目标努力。通过刺激大脑中与视觉相关的部分，MOANA的研究人员希望即使病人的眼睛不再工作，也能让他们有视觉。

罗宾逊说:“这项工作的长期目标是创造一种方法，在不进行手术的情况下，激活人类大脑的特定区域，以达到治疗目的。”“为了达到大脑的自然精度，我们可能需要将反应降低到百分之几秒。所以还有很长的路要走。”

---

---