找到细胞用光撞击 "光控蠕虫"揭开行为之谜

2011-08-06来源 : 互联网

研究人员用激光系统刺激线虫的神经细胞来操控其行为

美国《科学新闻》网站1月17日报道 题:让蠕虫不光可以蠕动

科学家们**了**受他们控制的蠕虫“小机器人”。

他们使用的是激光点。他们可以用它来让蠕虫左转、停止或是产卵。研究人员将他们的研究成果发表在1月16日的《自然/方法学》网络版上。

不过,这个叫做CoLBeRT的系统并不只是**一个没有思维的僵尸蠕虫。它让科学家们能够逐个细胞地分解复杂的行为。

未参与该研究的多伦多大学生物学家威廉・刘说:“这个系统确实很不同寻常。它在理解行为方面取得了重要的进展。”

透明而微小的线虫特别容易受到用光线进行的意识控制。这种虫子还有一个好处,那就是研究人员知道其所有302个神经细胞的准确位置。但在此之前,没有什么好的办法来对每个细胞进行研究,尤其是对一个蠕动的动物体内的细胞。

该研究的共同作者、哈佛大学的安德鲁・莱费尔说:“这个工具让我们能够进入其内部,在动物移动的过程中拨弄和刺激其神经细胞。”

该系统基于新兴的光遗传学领域,在该领域中,光被用来开启或关闭细胞。莱费尔和他的同事将光敏分子植入蠕虫体内特定的细胞群中。

随后,该研究小组开发的一个计算机程序在显微镜中定位目标细胞。一旦找到该细胞,程序就引导激光,让一小束光击中细胞。

莱费尔说:“我们用光照射神经细胞的时候,我们只对那一个神经细胞进行撞击,不碰到其他任何东西。”

找到细胞并用光撞击目标的整个过程约需要20毫秒。随着蠕虫位置的改变,其信息反馈给计算机程序,激光会进行调整。如果蠕虫爬得太远,装有马达的显微镜载台会将它拉回来。

威廉・刘说,这种新方法*大的一个好处就是它能用于移动的动物。“这些虫子不是用什么东西固定起来的―――它们自由移动。能让你看到这种真正不受约束的有机体的系统并不多。”

由位于亚特兰大的佐*亚技术学院的杰弗里・斯特曼**的另一组科学家则宣布了一项类似的对蠕虫进行意识控制的技术,同样发表在1月16日的《自然/方法学》网络版上。

威廉・刘说,两种方法是类似的, CoLBeRT法似乎更快一些,但如果蠕虫爬行缓慢,那么斯特曼小组使用的办法可能在激光瞄准方面更加**。“两篇论文对于从整体上理解行为是否都有帮助?的确如此。”

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