还记得电影《Inception》(全面启动)中,主角能进入他人梦境,操控思绪,改变行为吗?如今,这看似遥不可及的科幻情节,却因一项科学突破,离现实更近一步。
2024年7月30日,《科学警报》(ScienceAlert)报道了一项令人惊叹的科技突破:韩国基础科学研究所(Institute for Basic Science, IBS)的科学家成功利用奈米粒子与磁场,遥控小鼠大脑,精准开启特定母性行为,为脑科学研究开辟了全新道路。
过去,科学家在进行“操控大脑”的实验时,往往受限于电极技术,不仅需要进行侵入性手术,还会限制实验对象的活动范围。而IBS的研究团队开发出一种名为“神经动力学磁遗传学介面”(Nano-MIND, Magnetogenetic Interface for NeuroDynamics)的技术,透过将奈米粒子植入小鼠特定脑细胞中,并利用外部磁场精准控制奈米粒子的开关,进而活化特定神经回路,从而影响小鼠的行为。例如在摄食实验中,研究人员仅透过调整外部磁场,就能让小鼠的食量减半或加倍,展现惊人的操控精准度。
研究资深作者、IBS奈米医学中心主任全真宇(천진우,译音)表示:“这是世界上第一个可以利用磁场自由控制特定脑区的技术,预计将在理解大脑功能、开发人工神经网络、双向脑机介面和治疗神经系统疾病等方面发挥重要作用。”
为验证Nano-MIND技术的效用,研究团队设计了3种不同的实验,分别针对小鼠的摄食、社交和育幼行为进行操控。实验结果显示,透过调整外部磁场,研究人员可以精准控制小鼠的食欲、与陌生小鼠互动的意愿,以及对幼鼠的照顾行为,这表明Nano-MIND技术在操控特定神经回路方面具有极高的精准度。
这项发表于《自然奈米技术》(Nature Nanotechnology)期刊的研究成果,为神经科学研究带来了革命性的突破。未来,科学家们可以使用Nano-MIND技术更深入地研究大脑的运作机制,开发治疗脑部疾病的新疗法,例如帕金森氏症、阿兹海默症等,甚至帮助那些因为疾病或意外而失去行动能力的患者,透过脑机介面重新获得与外界互动的能力。