来源/WLF
如何将“最先一公里”优势转化为“最后一公里”动能，第三届世界顶尖科学家论坛设前沿话题讲堂，涵盖人工免疫系统、糖生物学、黑洞、引力波与激光干涉、量子计算、石墨烯，光遗传学等尖端领域。
帕金森治疗迈向新领域：神经保护
帕金森氏病是困扰人类的神经退行性疾病之一。患有帕金森病(PD)的人，可能连一些简单的动作都难以完成。在科学前沿话题讲堂上，“脑起搏器”之父、2014年拉斯克临床医学研究奖得主阿里姆·路易斯·本纳比，介绍了一种使用近红外光照射脑组织的帕金森氏病最新疗法。
此前，本纳比团队开发了一种技术，将电极直接植入帕金森患者的大脑，用高频电刺激消除如震颤、僵硬等疾病的运动症状。这种干预有显著疗效，还能减少基于药物的治疗，成为目前治疗帕金森病最有效的手术方法。
尽管深部脑刺激已经展现了一定的症状疗效，但神经退行性的变化过程没有停止，患者的病情仍会进展。本纳比进一步思考到：能否进行对因治疗，而非单纯的对症治疗呢？他将目光投向至今为止依然称得上是全新领域的：神经保护。
通过动物实验，近红外光照射疗法展现出了初步的治疗潜力；更进一步地，本纳比及其团队提出了一个临床前研究，来检验脑室内外近红外光照射疗法的效果。他们设计了能够植入人体的光照设备原型，直径25毫米，与光纤相连，光纤植入脑室，装置打开后就能够实现对特定区域的局部照射。这一试验在今年年初得到批准，本纳比预计在11月开展这一试验。此外，本纳比也充分考虑到了这一方法在伦理上的合理性，尽最大可能地保护患者剩余的多巴胺能神经元，及时检测并进行为期4年的扫描随访。
“希望我们能够朝着治愈帕金森氏病的方向前进。”本纳比期待着能够从根源上为帕金森患者解决问题。谈及两种方法间的关系，是取代还是辅助？本纳比表示，“如果能让一个好方法被更好的方法替代，这对我们的未来再好不过了。”
脑机接口可以用光
脑机接口如何实现？除了在脑子里接入电极之外，利用光线进行光敏控制或许是另一种思路。在科学前沿话题讲堂，光遗传学权威、2019年沃伦·阿尔珀特奖获得者吉罗·麦森伯克介绍了光敏控制的最新进展。
资料图：吉罗·麦森伯克
在汤姆·沃尔夫的小说《我是夏洛特·西蒙斯》中，通过无线电控制植入动物的大脑对其行为进行操控。而麦森伯克则提出了另一种方式“光敏控制”——将光接受器以基因形式从眼睛移植到大脑深处的神经元，通过光照能够控制这些神经元并最终改变被试行为。这种假设得到了实验的证实。
寻找并了解神经元的运作逻辑是光敏控制的重要作用。光敏控制克服了过去运用电极刺激被试一个部位的缺点，这种通过脑电刺激被试大脑的方法具有高度并行性，对特定的神经元有内在的选择性，并尊重大脑的功能蓝图。
不同的研究者进行控制研究的初衷不同，而对于吉罗·麦森伯克教授而言，光遗传学首先是一种发现工具，是一个让神经科学能够成为功能重建的成功传统功能的实验性策略。因此，功能重建是吉罗·麦森伯克教授研究光遗传学的初衷。
光遗传学引领科学家找到了促进和抑制睡眠的神经元，这些神经元对来自线粒体的信号做出反应从而体现了这些细胞器燃烧燃料的效率。这表明了睡眠和能量代谢氧化应激及其过程，例如衰老或退行性疾病都是有紧密联系的。
“比起任何对光遗传学可能直接应用于人类的猜测，光敏控制具有更加直接的实用价值。科学家可以通过光敏控制找到重要的神经元了解它们是如何运作的，并通过虽然传统但是更新的、更有力的、更有选择性的方法来运用它们。”