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用光照射脊髓控制身體運動

閱讀：359發(fā)布時間：2014-7-8

 

以往，神經(jīng)科學家通過電刺激或藥理介入控制神經(jīng)元的活動，以弄清楚它們的功能。這些方法揭示了許多關于脊髓的信息，但還沒有一種能控制特定類型神經(jīng)元的方法，本研究探索了用光基因?qū)W技術研究抑制性中間神經(jīng)元的功能。這種神經(jīng)元與脊髓中其他神經(jīng)元一起形成了回路，執(zhí)行腦發(fā)出的命令，并向腦傳送來自肢體的感覺信息。

光基因?qū)W技術是通過基因編程，讓某類神經(jīng)元能表達一種叫做視蛋白（opsin）的光敏蛋白。視蛋白是一種離子通道，是調(diào)解神經(jīng)元電活動的“泵”。受到光照時，一些視蛋白的活動會被抑制，而另一些會被激活。

脊髓中的抑制神經(jīng)元能阻止肌肉收縮，肌肉收縮是保持平衡、協(xié)調(diào)運動的關鍵。比如拿一個蘋果送到嘴邊，肱二頭肌收縮而三頭肌舒張；在睡眠的快速眼動期間（做夢時），肌肉的抑制狀態(tài)也和神經(jīng)元抑制有關。

MIT神經(jīng)科學教授馮國平（音譯）用轉基因技術培養(yǎng)出一種小鼠，它們的抑制脊髓神經(jīng)元都能表達一種叫紫紅質(zhì)通道蛋白2的視蛋白，這種蛋白受藍光照射會激活神經(jīng)活動。實驗中小鼠能自由運動，研究人員對小鼠脊髓不同位點進行了照射，觀察激活神經(jīng)元有什么效果。


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