美國斯坦福大學的洪國松課題組和新加坡南洋理工大學的浦侃裔課題組報道了一種可以穿過完整頭皮和頭骨的近紅外神經調控技術,相關研究成果發表在Nature BME(2022)上。
神經回路通常通過在腦中侵入性植入電極或光纖來調節。兩個課題組的研究者們設計了一種MINDS高分子納米傳感器,能有效地將近紅外二區熒光轉化為熱,再利用熱來激發溫敏通道蛋白TRPV1。這種高分子納米傳感器的尺寸約為40 nm,由一個半導體聚合物核和一個兩親性聚合物殼組成,在1064 nm 的光熱轉換效率為71%,腦組織的光衰減最小化的波長(在400-1800 nm 光譜窗口內)。實驗中,位于深腦的MINDS在近紅外二區的光照射下能夠產生瞬時局部高溫,從而使得表達TRPV1的深腦神經元能夠被低于安全輻射限制的近紅外二區光所激發。由此可見,通過廣域近紅外二區照明進行的深部腦刺激可能會為小動物的社會行為研究開辟機會。