念力可讓杯子移動?每個人小時候都好想要有這樣的技能。可以坐在沙發上，懶得動就用念力指揮一下週遭的物體，端茶水，開電視機，甚至打電腦都可以懶到不用手打。這些，真的都只是年紀小不懂事的白日夢嗎?其實，因為科學和生醫工程研究的發達，用腦波來移動周遭的物體，已經不是困難的事情。很多專家設計擷取腦波的專用頭套，給四肢不方便的人使用。透過這種設備，就可以控制外界的東西，甚至把腦袋裡想說的話，用語音呈現出來。人類的一個念頭真的可以改變什麼?有可能用腦力思考來改變基因表現嗎?基因表現影響到身體健康，甚至很多癌症疾病的問題。如果腦力思考可以有機會改變基因表現，未來我們是不是可以用腦力思考，來治療疾病?
無線傳達腦波訊號
瑞士巴塞爾的生物系統部生物技術與生物工程 (D-BSSE)的教授Martin Fussenegger主持的研究發展了一種新的基因調節方法。利用特別思考狀態下的腦波來控制和轉換基因成為蛋白，科學名詞稱為基因表現(Gene expression)。這項發明是起源於Mindflex遊戲。這種遊戲請玩的人頭上戴著裝置用腦波來控制物體。過程中，將腦的電訊號(Electroencephalogram;EEG)移轉到遊戲上。EEG用來控制一個風扇，讓一個小球可以被吹起來並在軌道上移動。因此，Fussenegger教授的研究團隊發明的產品，也有EEG的頭罩，可用來記錄腦波並予以分析。然後，以無線的方式將腦波經由藍芽傳遞到一個控制器。控制器轉為控制電磁場，然後供應植入物電流，並點亮植入物上的LED燈。LED燈會發出近紅外線，照亮一個裝有基因改造過的細胞的培養容器。當這個近紅外線的光照亮基因改造細胞，就會開始產生想要的蛋白。
如何用思考控制蛋白數量
初始，這個設計是利用細胞培養和老鼠來做實驗，然後試著用不同的思考來控制。研究員用secreted embryonic alkaline phosphatase(SEAP)蛋白來做測試。為了調節釋放出來的蛋白的量，受測者根據不同的思考模式，分成三類:生物回饋、冥想、集中注意力。為了讓受測者集中注意力，讓他們在電腦上玩沙盒遊戲Minecraft，這時候發現老鼠血流內的SEAP值落在平均值範圍。當受測者完全放鬆，像是靜坐冥想狀態，研究者記錄到受測動物血流內非常高的SEAP值。而生物回饋模式，受測者觀察到老鼠體內植入物的LED光線，可以用意志去開關。
控制基因表現的未來應用
用這樣的方法控制基因是非常新的技術而且簡單。其中對近紅外線敏感的光遺傳模組是特別重要的部分。控制基因表現的過程中將光線照在對光敏感的蛋白質上，然後激發一連串的人工訊號，產生SEAP。這裡的蛋白質是特別改造過的，而且存在於基改過的細胞上。 此外，為什麼要選用近紅外線呢? 因為在一般的狀況下，近紅外線對人類細胞沒有傷害，而且可以穿透到組織內，進而追蹤體內植入物的功能。
這個系統在人類控制-細胞培養和人類控制-老鼠系統兩個組合都運作得很好。研究團隊希望將來有一天，可以藉由腦波來激發且控制某種物質。如此，這樣的設計就可以拿來對抗神經性疾病，像是慢性頭痛，腰痛還有癲癇。
文章參考：nanowerk
圖片來源：Wiertz Sébastien CC BY 2.0
原文參考：Nature Communications
