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念力可以控制基因表現嗎?

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

 

 

 

 

 


作者簡介

BioMeder

生醫人網摘的編輯。熱愛創新和用腦袋的事物,堅持文章一定要有邏輯性,藉由追蹤報導生醫領域的創新和應用來傳播知識。