美国磁遗传学突破！不开颅控制神经，缓解帕金森症小鼠行动异常

你能想象吗？美国已开发出一种革命性的磁遗传学技术，可以通过磁场控制大脑的某些区域，来治疗像帕金森症、抑郁症甚至慢性疼痛这样复杂的疾病。这种技术已在小鼠身上成功测试，10月9日发表在《科学进展》杂志上。

磁遗传学（Magnetogenetics），听起来尖端大气上档次，但原理实际很简单。

此前已有一种光遗传学技术，可以将光敏感蛋白植入神经元中，通过光脉冲打开或关闭特定的神经元，实时控制人类或动物的脑回路来进行行为研究和疾病治疗。

但光遗传学有一个局限，为了让光能到达深层的神经元，必须在大脑中植入光纤或LED设备，以便将光引导到目标区域。这种侵入性设备的安装，增加了实验和治疗的复杂性，特别是在临床应用中，更高的精度仍然是一个挑战。

威尔康奈尔医学院、洛克菲勒大学和西奈山伊坎医学院的研究团队想到了磁场，能不能通过磁场非侵入性地精准控制大脑神经元呢？

他们通过基因编辑技术向大脑中植入了一种神经元“开关”——离子通道蛋白质，这种蛋白质对磁场很敏感，进入体内后可以粘贴在一种叫铁蛋白的天然蛋白质上。这时候再对大脑施加磁场，就可以激活这些“开关”蛋白质，从而让特定的神经元打开或关闭。

最关键的是，相比于过去依赖手术或电刺激的传统治疗手段，磁遗传学实现了非侵入性的神经调控，也就是说，它不需要开颅手术或植入设备，只需要微创注入即可。

实验中研究人员将这种基因疗法注入到小鼠大脑运动控制区域内的特定神经元中，然后用磁共振成像仪进行激活。结果令人振奋，他们可以通过磁场让小鼠的运动速度变得非常缓慢，甚至可以让它们完全停止动作。

更让人兴奋的是，研究人员在帕金森症的小鼠模型中，也通过这种技术成功降低了小鼠丘脑底 核 大脑区域的神经元活动，有效地缓解了运动异常。而且使用更小更便宜的经颅磁刺激设备，也可以发挥同样的作用，而这些设备目前已广泛用于治疗抑郁症、偏头痛和其他疾病。

而最让人兴奋的是，研究人员在小鼠身上的实验没有发现任何安全隐患。更重要的是，我们正常环境中的磁场强度太弱，根本不足以意外激活这些磁遗传学“开关”，因此不必担心日常生活中的磁场会影响到大脑。

磁遗传学如果被证明对人体可行，将可能具有广阔的应用前景。未来医生可以通过简单的磁场调控，来帮助患者恢复正常的运动功能，甚至能够调节情绪和疼痛感。对于帕金森症患者来说，这可能意味着不用再依赖植入大脑的电极装置；对于抑郁症患者，也有可能不再需要长期服用药物。

不仅如此，科学家们还计划将这项技术拓展到其他神经系统疾病上，包括肥胖和慢性疼痛等问题。

磁遗传学目前还处于实验阶段，但它为未来的医疗手段开辟了新的可能性，并有望改变我们对大脑运作的认识。当然我们也要警醒，这种技术也有可能成为一种控制大脑的不法工具，如果不善加利用，可能会给人类带来巨大的灾难。

参考文献：

Santiago R. U., Lisa E. P., and Michael G. K., et al. Bidirectional regulation of motor circuits using magnetogenetic gene therapy, 9 October 2024, Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.adp9150