英國倫敦大學(UCL)的科學家們開發了一種新技術，其利用微觀的磁性粒子遠程激活腦細胞。研究人員稱，在老鼠身上的發現有可能會帶來開發一類用於治療神經系統疾病的全新非侵入性療法。發表在《Advanced Science》上的這項開創性技術被稱為“磁力學刺激”，它允許使用體外的磁性設備刺激對觸摸敏感的腦膠質細胞，即星形細胞。
微小的磁性顆粒或稱微磁體被附着在星形膠質細胞上，然後被用作微型機械開關，當強磁體被置於頭部附近時可將細胞“打開”。
這項研究的論文共同作者Alexander Gourine教授表示：“星形膠質細胞是遍布大腦的星形細胞。它們被戰略性地安置在腦血管和神經細胞之間。這些細胞為神經元提供必要的代謝和結構支持、調節神經元迴路活動，同時也可能作為大腦環境的多功能調查員被調整為感知潛在代謝不足的條件。使用磁場控制腦星形膠質細胞的能力給研究人員提供了一個用來研究這些細胞在健康和疾病中的功能的新工具，這對於未來開發一些常見的神經系統疾病如癲癇和中風的新型有效療法可能很重要。”
研究論文的第一作者Mark Lythgoe教授指出：“因為星形膠質細胞對觸覺敏感，用磁性粒子裝飾它們意味着你可以從體外用磁鐵給細胞一個微小的刺激並以此來控制它們的功能。這種遠程控制星形膠質細胞的能力為了解它們的功能提供了一種新的工具並可能具有治療腦部疾病的潛力。”
在開發MMS的過程中，UCL的科學家們着手創造一種更具有臨床意義的腦細胞控制技術。這跟其他現有的研究工具形成鮮明對比，如光遺傳學和化學遺傳學，後者需要將外來基因插入腦細胞中，通常是在病毒的幫助下。這種對基因改造的需要一直是現有方法臨床轉化的主要障礙。
研究首席研究員Yichao Yu博士表示：“我們的新技術使用磁粒子和磁鐵來遠程精確控制腦細胞活動，重要的是，在不向大腦中引入任何設備或外來基因的情況下做到這一點。在基於實驗室的研究中，我們使用一種抗體塗抹微觀的磁性粒子，使它們能特異性地跟星形膠質細胞結合。然後，這些顆粒通過注射被送入大鼠的目標腦區。使用微磁體的另一個好處是，它們在核磁共振掃描中會發光，因此我們可以追蹤它們的位置並瞄準大腦中非常特殊的部位以獲得對大腦功能的精確控制。”
因“基礎科學對醫學進步的貢獻”而獲得2021年英國皇家醫學會Ellison–Cliffe獎的Lythgoe教授補充道：“我們對這項技術感到非常興奮，因為它具有臨床潛力。跟現有方法相比，MMS利用了某些腦細胞對觸摸的顯著敏感性，因此既不需要進行基因改造也不需要植入設備。這使得MMS成為一種有發展前景的候選者，跟目前使用的需要將電極插入大腦的深層腦刺激技術相比，它是一種替代性的、侵入性較低的療法。”