据悉,芝加哥大学研究人员研制出了一种光激活的纳米线,暴露在光线下时,通过刺激神经元可以使其着火。研究人员希望这种纳米线可以帮助理解复杂的大脑神经元回路,也可能用于治疗大脑紊乱。

涉及基因变更神经元的光遗传学,作为一种研究工具和潜在的治疗方法已经引起了广泛关注。然而,一些研究人员对光遗传学有疑虑,因为它涉及将基因导入细胞中,这样做可能会带来某些无法预料的后果。

为了开发替代方案,芝加哥大学的一个研究小组设计了一种新的模式,可以在不通过基因改造的情况下实现神经元的光激化。这种技术包括尺寸非常小的纳米线,如果数百条并排放置,可置于一张纸的边缘。尽管最初主要用于太阳能电池中,但它们的小尺寸也使其非常适合于细胞的相互作用。

这种纳米线由两种不同类型的硅制成,并且覆盖有精细的金镀层。这种设计意味着在被照亮它们会释放微弱的电流。研究人员Bozhi Tian表示:“当纳米线被照亮时,细胞内部和外部之间的电压差会稍微降低,进而减少了神经元向邻近细胞发射电信号的障碍。”

研究人员通过培养皿中生长的大鼠神经元测试了这种技术,发现照亮细胞时可以通过纳米线激活神经元。此次研究的第一作者Ramya Parameswaran表示:“它的好处在于金和硅都是生物相容性材料。而且,在导入身体后,这种尺寸的结构会在几个月内自然降解。”

这种纳米线可以为光遗传学提供一种可行的替代方案。科学家正计划在动物身上测试这种纳米线,看看它们是否可以用来了解大脑电路,并找到治疗帕金森病等脑疾病的新疗法。