超声波有助于控制大脑

一组科学家在一份著名的科学出版物上发表了一篇关于他们的新工作的文章——专家们通过用超声波影响蛔虫，成功地控制了带有特殊基因的蛔虫的行为。

该科研小组负责人、来自加利福尼亚州的斯图尔特·易卜生（Stuart Ibsen）解释说，低频超声波在人体中传播时几乎不会散射，这与光波不同。这一特性在刺激大脑深层区域等情况下非常有用。

易卜生的团队能够利用超声波和蠕虫周围培养基中的气泡来控制转基因蛔虫的活动。

科学家们改造了蛔虫的基因组，使其神经细胞能够对超声波发出的指令敏感。专家们通过将TRP-4基因引入蛔虫的DNA中实现了这一目标。这种特殊的基因包含一种特殊的“向导”，用于组装位于神经元表面的一种特殊蛋白质的分子；正是这种蛋白质使蛔虫能够感知超声波并控制自身行为。这种蛋白质就像某种通道，某些离子可以通过（对于蛔虫来说，钙离子通道会打开），从而激活脑细胞。

当超声波撞击蛋白质分子时，细胞会打开一个通道，发出电脉冲。借助这一点，科学家们不仅能够控制单个细胞，还能控制线虫的整个大脑。除了超声波之外，涂有特殊脂肪层和涂料的气泡也有助于影响线虫的行为。这些气泡有助于激活特定的神经元。在超声波照射下，科学家们迫使线虫向相反方向移动、以锐角转弯或完全不转弯。

这种控制大脑运作的方法被称为声遗传学，目前仅应用于线虫。然而，科学家表示，这种方法不仅适用于其他动物，也适用于人类，尽管实现这一目标仍面临诸多困难。

为了使该方法有效，需要将TRP-4基因导入人体的某些细胞，并将气泡导入循环系统。专家表示，这种独特的系统将有助于治疗癫痫等脑部疾病。

现在，科学家们需要验证这种方法是否适用于哺乳动物。目前，Ibsen 的科研团队已经开始对啮齿动物进行研究，如果实验成功，声遗传学技术就可以应用于人类。专家们相信，他们能够找到“非接触式”控制细胞的方法。

顺便说一句，超声波已经被科学家用来刺激大脑，甚至用于治疗某些疾病，但易卜生的团队是第一个成功用超声波激活单个细胞的人。