在*近的突破性实验中,研究人员已成功使用激光控制果蝇的心率,研究人员说,这项技术可能在调节果蝇的心律失常,稳定心跳以及将来取代起搏器方面发挥作用。与心脏起搏器发出的电子脉冲不同,该技术使用激光,属于非侵入性治疗。
团队使用的研究对象是果蝇,果蝇在早期心脏发育中与脊椎动物有很多相似之处。
“目前,电刺激是*常用的心脏起搏方法,不可能治疗心脏组织。”
在实验之前,研究人员说果蝇基因经过修饰,使心脏细胞携带眼中存在的光敏蛋白(channelrhodopsin-2)。当蓝色激光脉冲击中含有光敏蛋白的果蝇心脏时,每个脉冲都会使心脏收缩。研究人员使用专门为此实验设计的实时成像技术来成像和监测果蝇心脏对激光脉冲的响应。
Anish使用这项技术? Alex和他的同事可以自由控制果蝇的心跳,以增加或减慢其速度。从幼虫,p到成虫,该技术适用于所有生命阶段的果蝇。研究人员还进行了一系列安全性研究,以确认该技术不会对果蝇心脏发育产生长期,重大的副作用。
激光通常用于控制神经功能,并在神经科学领域得到广泛使用,但是使用激光调节心律仍然相对有限(尽管Zebra对鱼类和实验鼠的*新研究表明,激光会影响心律。研究小组说,在果蝇中成功实施的技术也可以转化并应用于人类,因为在果蝇中发现了约75%的导致人类疾病的基因。研究小组总结说,这项技术“有助于研究人类心律不齐的机制,并可以为新一代光驱心脏起搏器和肌肉驱动器的诞生奠定基础。”
研究过程
研究人员首先培育了一组转基因果蝇。他们的心脏细胞含有从藻类中提取的光敏蛋白。接下来,他们用激光照射果蝇的心脏,使其穿透果蝇的外骨骼并激活这些含有光敏蛋白的细胞。接下来,研究人员使用专门为此实验设计的实时成像技术来成像和监测果蝇心脏对激光脉冲的响应。
什么是心脏起搏器?
*常见的心脏起搏器是1950年代开发的,其原理是心脏是可以放电的器官。
每个自然的心跳都是由电子脉冲触发的。电脉冲穿过心脏细胞,使它们收缩,从而将血液输送到全身。植入体内的电子心脏起搏器将一系列规则的电子脉冲通过电极发送到心脏组织,从而保持稳定的心律。