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本文摘要:英国《大自然》杂志6日在线公开发表了一项生物医学工程新的突破:一种通过电性刺激和光输出来掌控神经活动的生物光电子系统研发顺利,美国科学家团队在实验中已可以完全恢复大鼠的膀胱功能。经过更进一步研发和测试,该系统或能沦为一种化疗疾病和器官功能障碍的新方法。生物电子医学使用工程系统性刺激神经系统,以减轻疾病症状。 这类系统有可能也融合了光遗传技术,即利用光掌控活细胞(一般是神经细胞)。但是,目前的生物电子系统缺少靶向特定器官所需的特异性,因此有可能产生车祸的副作用。

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英国《大自然》杂志6日在线公开发表了一项生物医学工程新的突破:一种通过电性刺激和光输出来掌控神经活动的生物光电子系统研发顺利,美国科学家团队在实验中已可以完全恢复大鼠的膀胱功能。经过更进一步研发和测试,该系统或能沦为一种化疗疾病和器官功能障碍的新方法。生物电子医学使用工程系统性刺激神经系统,以减轻疾病症状。

这类系统有可能也融合了光遗传技术,即利用光掌控活细胞(一般是神经细胞)。但是,目前的生物电子系统缺少靶向特定器官所需的特异性,因此有可能产生车祸的副作用。此次,美国西北大学约翰·罗格、圣路易斯华盛顿大学罗伯特·季里奥及他们的同事,研发了一个微型生物光电子系统,并将其植入患上药物所致的膀胱功能障碍的雌性大鼠体内。植入物还包括一个闭环(自调节)系统和若干网络组件:一个传感器,借以监测膀胱罄情况;一对微尺度LED,借以太阳光膀胱展开光遗传学掌控;一个无线单元,用以为系统获取动力;一个数据监测装置。

他们向动物膀胱内“引进”对光信号脆弱的视蛋白。利用病毒载体,这些视蛋白以求在神经细胞中传达,使神经细胞的活动需要被光信号电源所掌控。实验表明,大鼠对上述装置耐受性较好,在植入后的7天内,并未仔细观察到显著炎症反应或体重/运动变化。

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该系统需要动态自动识别病理类型,并启动时LED以光遗传学方式性刺激特定的膀胱神经作出反应。最后,大鼠完全恢复了长时间的膀胱功能。

研究人员回应,目前还必须更进一步的测试和必要的比例拓展,才有可能将该系统应用于人类。但研究团队指出,该技术原理未来将会带给更为普遍的生物学应用于。总编辑圈点生物电子医学是生物学和电子信息习的融合,经常能产生一些不可思议的解决方案。

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这一次,美国的研究者们往大鼠体内植入了一个生物光电子系统,让神经细胞的活动被光信号电源掌控。尽管体内有盏“灯”,但大鼠展现出得“没有毛病”,还真为靠着这套系统完全恢复了长时间膀胱功能。看上去真是新奇又甜美。

有麻省理工学院的专家评论,对操纵神经系统用作疾病化疗的领域来说,这项工作是众多变革。如果光遗传学的方法真为能用作临床,该工作中中用的方法还将充分发挥更加最重要起到。


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