生物学家演示了对果蝇心脏的光学刺激

生物学家设法创建了一种心脏的光遗传学刺激器，该刺激器通过激光脉冲影响心脏的收缩。在果蝇上进行的一项成功实验的描述本周发表在《科学进展》杂志上。

经典的心脏刺激剂通过将电脉冲发送到器官的细胞而起作用。在冲动的影响下，细胞收缩，因此维持恒定的心律。在该实验中，科学家利用了光遗传学这一相对较新的科学领域的成果。

在光遗传学中，为了刺激细胞（主要是生物学家从事神经元研究），它们经过了基因修饰，迫使细胞产生特殊的蛋白质-允许离子通过细胞膜的离子通道。由于这些蛋白质的存在，细胞开始对光作出反应。

在光遗传学发展的最开始，实验动物就必须将纤维引入体内，以便向感兴趣的区域提供光脉冲。今年，美国科学家开发了配备无线电模块和LED的无线显微植入物。它们能够通过外部控制打开和关闭。

在我们的实验中，不需要这些技巧。果蝇为它们的心脏对光做出反应而进行了基因准备，刺激是通过穿透果蝇腹部外骨骼的激光脉冲进行的。在实验过程中，发现以10 Hz的频率施加激光脉冲时，膨大的心脏会完全按照提供的脉冲跳动。


在视频中，心脏跳动既独立又受激光脉冲的影响而飞动。Lihayskogo大学生物工程学助理教授

Chao Zhou [周超 ] 说，光学起搏器比传统起搏器具有许多优势。例如，不需要植入光学刺激器。它仅作用于一组特定的细胞，而电可以影响周围的组织。

类似的研究已经成功地进行了生物学家的其他喜爱的生物-斑马鱼和小鼠。但是，对于鱼类，仅在胚胎阶段以及在小鼠打开胸腔时才可能暴露。在这种情况下，实验室证明了非侵入性刺激。


美国研究人员西摩·本泽（Seymour Benzer）拥有果蝇模型，

因为果蝇的果蝇有可能在发育的各个阶段受到影响，这使得科学家们可以检验有趣的假设。例如，通过研究易患心脏病的特殊孵化果蝇，可以确定发育中的胚胎的起搏是否会影响成年果蝇心跳状况的改善。

当然，这种技术还没有被用于人类实验。您将不得不通过外科手术植入刺激器，或者开发出一种系统，在该系统中，细胞将对光谱的近红外部分（能够穿透组织）中的辐射做出响应。的确，为此，必须弄清楚如何聚焦该辐射，以使其不会在组织中散射。但是周确定没有什么是不可能的。


世界上第一台西门子Elema植入式起搏器，

起搏器于1950年代开始使用。第一台原型机位于人体外部，并通过电线接收电力。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN385175/