一種小型的光學(xué)器件能夠利用人類腦電波產(chǎn)生微弱的閃光，進(jìn)而能夠激活老鼠腦部的部分基因。這項(xiàng)新的理論某一天可能被應(yīng)用于治療那些患有慢性頭痛或癲癇的病人——當(dāng)他們?cè)谟捎陬^痛或癲癇發(fā)病而導(dǎo)致腦電波異常時(shí)，通過腦電波的輸入即可得到治療。本項(xiàng)研究成果的作者，來自瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工大學(xué)研究院馬丁•富森格（MartinFussenegger）說道。

　　“這是史上第一次使利用腦電波——生物體的意念——來誘導(dǎo)基因的表達(dá)”，富森格在LiveScience上說道。

　　合成生物學(xué)

　　近年來，科學(xué)家已經(jīng)從諸如DNA, RNA,蛋白質(zhì)等生命體的功能組件中開發(fā)出依賴于生物體的微小機(jī)器。例如，科學(xué)家們已經(jīng)設(shè)計(jì)出微生物藥物工廠，利用酵母菌和一些細(xì)菌生產(chǎn)嗎啡等藥物。有研究組已經(jīng)用完全人造的six-letterDNA創(chuàng)造出生命形式。還有一些人以DNA為編程語言開發(fā)了微型計(jì)算機(jī)硬盤。

　　一些研究人員已經(jīng)制造出可使人類或猴子能夠控制猴子腦電波的受控大腦植入體。然而鮮有研究人員嘗試將分子合成機(jī)器與大腦植入結(jié)合起來。

　　在他們的新研究中，富森格和他的同事們要求志愿者們通過玩一款"Minecraft"游戲或利用生物反饋（一種利用顯示器引導(dǎo)人腦電波同步的技術(shù)）來集中精力，這兩項(xiàng)活動(dòng)能夠產(chǎn)生一種特殊的腦電活動(dòng)，被腦電圖(EEG)所捕獲并無線輸入到老鼠的大腦植入體中。

　　“這些腦電波模式被記錄，處理，隨后我們?cè)O(shè)定一個(gè)特定的閾值，”富森格說道?！叭绻骋荒Ｊ较鲁^了這一閾值水平，它會(huì)在一段時(shí)間內(nèi)開啟一個(gè)近紅外LED”。

　　這段近紅外光隨后會(huì)啟動(dòng)一個(gè)微型細(xì)胞構(gòu)件——一個(gè)在小鼠大腦植入體內(nèi)部被光所活化的細(xì)菌蛋白。細(xì)菌蛋白引發(fā)化學(xué)反應(yīng)，激活負(fù)責(zé)編碼一種特定人類蛋白的基因片段。

　　微型大腦工廠

　　盡管目前的實(shí)驗(yàn)使用人類蛋白質(zhì)并未涉及治療方面的目的，但同樣的技術(shù)最終可被應(yīng)用于向人腦精確提供所需劑量的藥物，富森格說道。

　　例如，在癲癇發(fā)作前，大腦會(huì)產(chǎn)生一個(gè)特殊類型的腦電活動(dòng)，它能夠刺激一個(gè)由光激活的微型基因植入體迅速產(chǎn)生一種抗癲癇的藥物。

　　“這是一個(gè)有趣的概念證明”，來自紐約城市大學(xué)先進(jìn)科學(xué)研究中心的結(jié)構(gòu)生物學(xué)家凱文•加德納（KevinGardner）這樣評(píng)價(jià)，而他并未參與這項(xiàng)研究。

　　但是應(yīng)用到人類身上可能還有很長的路要走，加德納在LiveScience上如此說道。

　　這項(xiàng)研究發(fā)表在11月11日的《自然通訊》雜志(Nature Communications)上。