院况简介
北京前沿科学技术研究院（简称“北前科学院”）成立于2016年9月，北前科学院，是由北京中科光析科学技术研究所，北检（北检）检测技术研究院，标检（北京）质量检测中心等科研单位，组建成立的独立科学科研机构，致力于前沿科学领域的研究与创新人才培养，科学技术转移孵化等，世界前沿新科学普及传播。 更多简介 +
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大脑和大脑之间的交流是不稳定的，传递的信号是大脑控制反馈和其他行为的信号这种广泛的交流网络也影响了我们的精神状态，并与许多泌尿系统疾病有关
麻省理工学院的工程师现在设计了一种可以用来探测这些连接的新技术利用光纤和各种传感器，以及光遗传学刺激的光源，研究人员显示了连接大脑和大脑的神经回路中的控制
在一项新的研究中，研究人员表明，这种方法可以在体内对细胞的冷冻操作中诱导完全或前瞻性的觅食行为在未来的研究中，他们希望探索一些已经观察到的精神健康和神经疾病（如糖尿病和帕金森病）之间的相关性
Matoulas的Polina Anikeeva说：“这里的切除术意味着我们没有技术来驱动动物的功能和行为。更重要的是，我们有能力开始访问具有高度精确的遗传条件的动物和大脑之间的交叉对话，我们可以在动物身上发挥作用。”萨拉帕塔斯材料科学与工程教授、计算机与认知科学教授、麻省理工学院电子研究实验室副主任、麻省理学院麦戈文研究所成员
Anikee是这项新研究的资深作者，该研究出现在自然生物技术中该论文的主要作者是麻省理工学院的毕业生阿萨尔瓦·萨哈斯拉布德、杜克大学的劳拉鲁普雷希特、麻省理工大学的博士后西尔玛·奥古克和前麻省理工博士后图拉尔·胡迪耶夫
脑-体连接
去年，麦戈文研究所推出了KLisaYang大脑身体中心研究大脑和身体器官之间的相互作用研究该中心的重点是照明这些互动有助于实现个人和整体健康，目标是开发未来的各种疾病治疗方案
“车身和车身之间存在连续的双向串扰，”Anikeevas说“很长一段时间以来，我们一直认为训练是一种将程序发送到组织和控制系统的工具。但现在我们知道，训练中有很多反馈，而这些反馈可能会控制一些以前只属于中央神经控制的功能。”
指挥新中心的阿尼基娃对在大脑和内脏神经系统之间传递的设计感兴趣，也被称为中枢神经系统味觉中的感觉菌通过神经元通讯和激素释放来影响饥饿和味觉很难分析激素和神经系统的影响，因为没有一种快速测量神经信号的方法，这种信号发生在毫秒内
“为了能够进行遗传学研究，并测量对大脑功能和行为的影响，这需要毫秒的精度，我们需要一个不存在的设备。所以，我们决定这样做，”Sahasrabudhe说，他全面开发了人体和大脑探针
电子信子是由可弯曲纤维制成的，可以实现多种功能，并可以插入到感兴趣的组织中为了制造纤维，撒哈拉布使用了一种名为热拉伸的技术，这使他能够制造出大约有人类头发那么细的聚合物纤维，这些纤维可以嵌入电子设计和温度传感器中
丝状体是一种微小规模的光发射设备，可用于基因刺激细胞，微流体通道可用于消除药物
纤维的力学性能可用于身体的不同部位因此，我们发现了一些可以深入到雨中的光纤对于肠道等消化器官，他们设计了更美味的海绵纤维，这种纤维不会破坏器官的内部，但在远离消化道的高温环境下仍然保持坚固
“为了研究大脑和身体之间的相互作用，有必要开发一种技术，即在同一时间与感兴趣的组织和大脑进行交互，同时记录高信噪比的生理信号，”Sahasrabudges说“我们还需要能够在两个组织中选择模拟的不同细胞类型，以便我们能够测试它们的行为并对这些电路进行有用的分析。”
纤维被设计成可以进行相关控制，使用一个外部控制电路，该电路可以在实验中临时连接到动物身上这种无线控制电路是由施密德科学研究员Orguc和Harrison Allen’20，MEng’22开发的，他们是麻省理工学院工程学院院长Anantha Chandrakasan和哈佛大学电气工程与计算机科学教授的共同顾问
驾驶行为
使用这个界面，研究人员根据一系列实验表明，他们可以通过操纵大脑肿胀的谷氨酸来影响行为
首先，他们使用巨噬细胞将光遗传学刺激传递到一个称为事件皮层（VTA）的区域，该区域释放多巴胺他们把冰块放在有关节腔的地方，当冰块进入关节腔时，就会有一个激活的多巴胺神经元多个多巴胺爆发会使化学记忆很可能返回多巴胺的搜索舱
然后，研究人员试图通过影响产出来确定他们是否也能做出这种寻找奖励的行为到目前为止，他们在肝脏中使用纤维来释放蔗糖，这也激活了大脑中的多巴胺能酶，并促使动物在输送蔗糖时看到自己的肝脏
接下来，与杜克大学的同事们合作，研究人员发现，他们可以通过滑动大脑皮层和从基因上刺激大脑皮层中的神经活动来诱导大脑观察行为，从而为迷走神经提供输入，从而控制消化和其他身体功能
“再说一次，我们这个地方更倾向于让人们以前在大脑中感受到刺激，但现在却无法触及大脑。我们只是在刺激大脑，并观察到外部对中心功能的控制，”Anikeevasay
Sahasrabud与Rupprecht密切合作，后者是DiegoBohorquez'grouppatDuke的使徒，以测试孩子们控制喂养的能力
来源:
Materials provided by
Massachusetts Institute of Technology. Original written by Anne Trafton.
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参考:
2024-01-23
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