科学家研究神经“开关” 焦虑紧张变大胆(图)

技术在治疗精神疾病方面极具潜力。但戴斯厄罗斯和其他人也警告说，即使有朝一日这些方法能够运用在人类身上，那也是很多年以后了。其原因之一就在于，光遗传学的应用涉及到转基因生物工程，大多数人都会三思而后行。

　　部分研究成果开始走向临床应用

　　借助光遗传学技术，神经学家可以观察神经元活动和动物行为之间的关系。在早期的实验中，科学家发现，通过随意打开或关闭特定的神经元，他们可以使蠕虫停止摆动，让小鼠如同受到遥控一样狂躁地转圈，这证明动物行为实际上是受神经元支配的。

　　由于光遗传学领域的研究已经积累了一些经验，世界各地的实验室都在利用这种技术来深入了解神经系统如何工作，研究包括慢性疼痛、帕金森氏症和视网膜变性在内的诸多问题，其中部分研究成果已经开始逐渐走向临床应用。

　　比如，与戴斯厄罗斯合作的斯坦福大学神经病专家阿米特·艾特金正在努力促进有关啮齿类动物焦虑症研究成果的转化，以利用现有工具改善人类相关疾病的治疗。他采用的是经颅磁刺激技术，希望能够像激活小鼠大脑杏仁核区域的神经回路从而减轻它们的焦虑症状那样来激活人脑中类似的回路。虽然这种技术不如光遗传学技术有针对性，但却具有非侵入性的优点。

　　他们的神经外科同事贾米·亨德森已经对600多名帕金森氏症患者实施了被称为脑深部电刺激（俗称“脑起搏器”）的标准疗法。这种治疗方法需要在大脑的丘脑底核部位植入金属电极，虽然能够提高病患的协调能力和细微动作的控制能力，但也会引起副作用，如肌肉不自主收缩、头晕等，这也许是因为其他无关的神经回路也被大脑深处的电极激活了。“如果我们能够找到一种方法，只启动有疗效的神经回路，而不触动那些会引起副作用的回路，这显然（对治疗）大有助益。”亨德森说。

　　此外，脑部植入电极具有感染和危及生命的出血风险。而基于在啮齿类动物身上进行光遗传学研究所获得的一项关于脑深部刺激如何影响帕金森氏症症状的新理论，采用刺激大脑表层的替代疗法或许是可行的。亨德森最近已经开始进行人体临床试验，希望这种方法还能够用于治疗与帕金森氏症相关的其他问题，比如言语障碍等。

　　而他们的另一位同事、神经科学研究员克里希纳·谢诺伊正在灵长类动物身上开展光遗传学研究。在最近的一次实验中，他带领的研究小组用病毒作为载体将视蛋白插入了恒河猴的大脑，从而能够借助光来控制选定的神经元，而植入光纤和病毒都没有对这些恒河猴造成不良影响。

　　谢诺伊表示，光遗传学技术在开发新设备用以治疗创伤性脑损伤和神经修复方面将大有潜力。美国国防部高级研究计划局最近便宣布了一项旨在运用光遗传技术帮助伤残老兵的计划，谢诺伊也是该项目组研究成员之一。“当前的系统可以让假肢触及杯子，但由于缺乏人造触觉，假肢很难将杯子拿起而不掉落在地上或者捏碎杯子。”他说，“利用光遗传学技术，通过位于假肢指尖的传感器将信息直接传递回大脑，原则上可以提供一种高保真的人造触觉。”

　　可以说，光遗传学开辟了一个让人激动的新研究领域，一些研究人员已经开始设想，如果能够克服生物医学的挑战，确保新基因安全地递送到人体内，基于光遗传学的治疗方法将直接应用于人类。

　　光遗传学研究的先行者博伊登专门创办了一个实验室，致力于研发和推广更强有效的工具。他指出，光与药物和电极不同，它可以“关闭”神经元，或者说“关闭整个神经回路”，而这正是医生在治疗大脑遭受过度刺激的癫痫症患者时想要做的。在博伊登看来，如果想关闭大脑电路，同手术切除大脑部分区域的治疗方案相比，采用植入光纤的方法似乎更可取。目前有几个实验室正在对此进行研究，不过，谈及光遗传学技术的实际应用仍然为时尚早。

　　(科技日报)

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　　作者：陈丹

(责任编辑：罗园)

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