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科幻成真! 南韓科學家成功遙控小鼠大腦 或為治療腦部疾病帶來希望

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科幻成真! 南韓科學家成功遙控小鼠大腦  或為治療腦部疾病帶來希望
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科幻成真! 南韓科學家成功遙控小鼠大腦 或為治療腦部疾病帶來希望

2024年08月03日 10:20 最後更新:14:19

南韓基礎科學研究所(Institute for Basic Science, IBS)的科學家成功利用奈米粒子與磁場,遙控小鼠大腦,精準開啟特定母性行為,為腦科學研究開闢了全新道路。

南韓科學家成功遙控小鼠大腦

科學家過去在進行「操控大腦」的實驗時,往往受限於電極技術,不僅需要進行侵入性手術,還會限制實驗對象的活動範圍。而IBS的研究團隊開發出一種名為「神經動力學磁遺傳學介面」(Nano-MIND, Magnetogenetic Interface for NeuroDynamics)的技術,透過將奈米粒子植入小鼠特定腦細胞中,並利用外部磁場精準控制奈米粒子的開關,進而活化特定神經迴路,從而影響小鼠的行為。

全球首個利用磁場自由控制特定腦區的技術

研究資深作者、IBS奈米醫學中心主任全真宇表示:「這是世界上第一個可以利用磁場自由控制特定腦區的技術,預計將在理解大腦功能、開發人工神經網路、雙向腦機介面和治療神經系統疾病等方面發揮重要作用。」

Nano-MIND技術操控特定神經迴路方面具極高精準度

為驗證Nano-MIND技術的效用,研究團隊設計了3種不同的實驗,分別針對小鼠的攝食、社交和育幼行為進行操控。實驗結果顯示,透過調整外部磁場,研究人員可以精準控制小鼠的食慾、與陌生小鼠互動的意願,以及對幼鼠的照顧行為,這表明Nano-MIND技術在操控特定神經迴路方面具有極高的精準度。

開發治療腦部疾病的新療法

這項發表於《自然奈米技術》期刊的研究成果,為神經科學研究帶來了革命性的突破。未來,科學家們可以使用Nano-MIND技術更深入地研究大腦的運作機制,開發治療腦部疾病的新療法,例如柏金遜症、阿茲海默症等,甚至幫助那些因為疾病或意外而失去行動能力的患者,透過腦機介面重新獲得與外界互動的能力。

使用Nano-MIND技術,可以透過磁場精準操控多種神經迴路。(南韓基礎科學研究所官網)

使用Nano-MIND技術,可以透過磁場精準操控多種神經迴路。(南韓基礎科學研究所官網)

劍橋大學團隊研究指出,首度以基因數據建立動物界「單配制聯盟排行榜」,結果顯示人類的忠誠度僅列第七,冠軍由加州鹿鼠以近乎100%的專一度奪得,引發科學界與公眾熱議。

科學家創「單配制評分」

研究團隊負責人Mark Dyble指出,傳統問卷調查難以真實衡量生物忠誠度,故改以基因證據為基礎,分析不同物種繁殖後代中「全同胞」(同父同母)與「半同胞」的比例,計算出「單配制評分」。團隊蒐集數十種哺乳動物DNA資料,並納入跨文化、跨歷史時期的人類遺骸基因數據,首次將人類置於動物忠誠度光譜中客觀比較。

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加州鹿鼠奪冠 人類排名第七

研究結果顯示,體型嬌小的加州鹿鼠(California deer mouse)以接近滿分的單配率穩居榜首,牠們終身維持單一伴侶,共同築巢育幼,被形容為「動物界連體情侶」。而人類的平均單配率為66%,意味全球範圍內約三分之二兄弟姐妹為同父同母,其餘三分之一存在異父或異母情況。此數據使人類在排行榜中位列第七,排名緊隨其後的包括狐獴等社會性動物。

示意圖。設計圖片

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黑猩猩單配率僅4%

研究同時揭露人類近親的繁殖模式:黑猩猩單配率僅4%,大猩猩為6%,多種獼猴接近零,顯示靈長類普遍傾向多配制策略。科學家指出,人類66%的單配率在進化層面已屬「奇跡」,反映社會文化對生物本能的深刻影響。

示意圖。設計圖片

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研究衡量生育結構 非評判個人忠誠

研究團隊澄清,此評分僅反映物種的「生育配對傾向」,不涉及戀愛關係或性行為模式。人類因避孕技術、社會制度及文化規範等因素,使性行為與生育不再完全掛鈎,故基因數據無法全面體現人類情感的複雜性。

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