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基于近红外二区(NIR-II)纳米传感器的深脑神经调控技术

发布时间:2022-07-28 阅读次数:1224

美国斯坦福大学的洪国松课题组和新加坡南洋理工大学的浦侃裔课题组报道了一种可以穿过完整头皮和头骨的近红外神经调控技术,相关研究成果发表在Nature BME(2022)上。

      神经回路通常通过在脑中侵入性植入电极或光纤来调节。两个课题组的研究者们设计了一种MINDS高分子纳米传感器,能有效地将近红外二区荧光转化为热,再利用热来激发温敏通道蛋白TRPV1。这种高分子纳米传感器的尺寸约为40 nm,由一个半导体聚合物核和一个两亲性聚合物壳组成,在1064 nm 的光热转换效率为71%,脑组织的光衰减最小化的波长(在400-1800 nm 光谱窗口内)。实验中,位于深脑的MINDS在近红外二区的光照射下能够产生瞬时局部高温,从而使得表达TRPV1的深脑神经元能够被低于安全辐射限制的近红外二区光所激发。由此可见,通过广域近红外二区照明进行的深部脑刺激可能会为小动物的社会行为研究开辟机会。

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