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LEDinside在過去3個月中陸續報導了有關LED植入生物體內驅動帶有光反應蛋白的神經研究，這算是LED跨入醫療與生物科技的新應用，很值得關注。從美國華盛頓大學醫學院的研究中，發現實驗室中植入LED的老鼠，當研究人員利用LED燈光刺激獎賞區塊時，其大腦中厭惡的區塊也會無意間同時受到驅動，這說明了治療憂鬱症的藥物為什麼在臨床上看起來沒有效果。也開啟了後續對LED燈與大腦連結的研究。
而史丹佛大學則首開先例，成功使用無線的LED植入裝置，開啟此類利用光遺傳學原理實驗的新格局。藉由老鼠自有的能量驅動LED燈發出光線，無線遙控小如胡椒籽的藍色LED裝置，控制老鼠大腦神經細胞、脊椎或四肢。
接下來，加拿大戴爾豪斯大學的研究人員又有新的突破，將光通道直接作用在肌肉上，這樣一來即使神經失去功用，也能驅動肌肉活動。
近期，針對植入LED燈的醫學研究又傳來好消息。
科學家研究出一種富彈性、可植入體內的裝置，能夠驅動體內和脊柱的痛感訊號，這也代表，可望阻隔痛感傳遞到腦部。
位於美國東部聖路易斯的華盛頓大學醫學院和伊利諾大學厄巴納-香檳分校研究人員表示，植入的裝置有一天可望能夠用在人體不同部位，為無法有效治療的疼痛提供另一種辦法─阻隔痛覺傳送到腦部。
資深共同研究人員羅伯‧傑魯四世(Robert W. Gereau IV)，同時也是華盛頓大學疼痛中心的主任，他表示：「我們最終的目標是用這個科技治療特定區域的疼痛，利用類似『開關』的概念，在痛感訊號傳送到腦部之前就阻擋掉。」
此研究在2015年11月9日刊載於線上版《Nature Biotechnology》。
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| 這些老鼠身上部分神經帶有對光反應的蛋白細胞，研究人員希望能夠利用植入LED裝置驅動細胞，鈍化痛感訊號，阻斷一般療法沒辦法解決的疼痛，造福病患。(圖片來源：華盛頓大學) |
傑魯說明，由於這個裝置柔軟且可延展，可以植入身體活動性的部位。在之前的研究當中，這類裝置通常必須植入並固定在骨頭上。
他表示：「但是當我們在研究脊椎上的神經元或者中樞神經以外的區域時，我們需要能夠延展、不需固定在骨頭上的裝置。」
這個新的裝置能夠用手術縫線固定在一個地方。與之前裝置相同，這個可延展的裝置裝有一個微型LED，能夠驅動特定的神經細胞。傑魯說他希望能夠利用這個植入裝置，鈍化痛感訊號，阻斷一般療法沒辦法解決的疼痛，造福病患。
研究人員在基因改造的老鼠身上植入裝置。這些老鼠身上部分神經帶有對光反應的蛋白細胞。為了要展示植入裝置對神經細胞中疼痛的通道有影響，研究人員利用LED燈驅動了老鼠的痛感。當老鼠在迷宮中通過一特定區域，植入裝置的LED燈就會發亮，並且驅動疼痛細胞讓老鼠感到不適。而在離開迷宮的那個區域之後，裝置就關閉，疼痛也消失。研究結果發現，這些動物很快就學會要避開該區域繞道而行。
這個實驗如果是用舊版的光遺傳學裝置可能就很難實行，因為舊版的裝置帶有電線，可能會影響老鼠的行為。
據伊利諾大學材料工程系，同時也是共同研究主持人約翰‧羅傑表示，現行的微型彈性裝置能夠用手術縫線固定，同時也可能可以用在腎臟、胃、腸道、心臟或其他器官。
他補充道：「他們提供了特殊、能與生物相容的平台，實現讓光無線傳輸到身上幾乎任一器官。」
羅傑和傑魯設計植入裝置時，特別留意要將未來的量產列入考量，讓其他研究人員也能夠用這個裝置進行更深入研究。傑魯、羅傑和華盛頓大學麻醉系副教授麥可‧布魯喬斯(Michael R. Bruchas)共同成立了NeuroLux公司，朝量產裝置的目標前進。
原文連結：Implantable wireless devices trigger — and may block — pain signals
(編譯：LEDinside編輯，張雅涵)
