植入LED灯可望阻隔痛觉 开启疼痛管理新视野

LEDinside在过去3个月中陆续介绍了有关LED植入生物体内驱动带有光反应蛋白的神经研究，这算是LED跨入医疗与生物科技的新应用，很值得关注。从美国华盛顿大学医学院的研究中，发现实验室中植入LED的老鼠，当研究人员利用LED灯光刺激奖赏区块时，其大脑中厌恶的区块也会无意间同时受到驱动，这说明了治疗忧郁症的药物为什么在临床上看起来没有效果。也开启了后续对LED灯与大脑连结的研究。

迷你LED灯助研究员揭开抑郁和成瘾面纱

而史丹佛大学则首开先例，成功使用无线的LED植入装置，开启此类利用光遗传学原理实验的新格局。藉由老鼠自有的能量驱动LED灯发出光线，无线遥控小如胡椒籽的蓝色LED装置，控制老鼠大脑神经细胞、脊椎或四肢。

科学家将蓝色LED植入老鼠大脑 实现远程控制

接下来，加拿大戴尔豪斯大学的研究人员又有新的突破，将光通道直接作用在肌肉上，这样一来即使神经失去功用，也能驱动肌肉活动。

LED医疗重大突破：渐冻症等神经疾病患者治疗有望

近期，针对植入LED灯的医学研究又传来好消息。

LED灯可望阻挡痛觉通往脑部造福需要疼痛管理的病患

科学家研究出一种富弹性、可植入体内的装置，能够驱动体内和脊柱的痛感讯号，这也代表，可望阻隔痛感传递到脑部。

位于美国东部圣路易斯的华盛顿大学医学院和伊利诺大学厄巴纳-香槟分校研究人员表示，植入的装置有一天可望能够用在人体不同部位，为无法有效治疗的疼痛提供另一种办法─阻隔痛觉传送到脑部。

资深共同研究人员罗伯‧杰鲁四世(Robert W. Gereau IV)，同时也是华盛顿大学疼痛中心的主任，他表示：“我们最终的目标是用这个科技治疗特定区域的疼痛，利用类似‘开关’的概念，在痛感讯号传送到脑部之前就阻挡掉。”

此研究在2015年11月9日刊载于线上版《Nature Biotechnology》。

这些老鼠身上部分神经带有对光反应的蛋白细胞，研究人员希望能够利用植入LED装置驱动细胞，钝化痛感讯号，阻断一般疗法没办法解决的疼痛，造福病患。

可延展、有弹性的LED植入装置可固定于心脏等器官

杰鲁说明，由于这个装置柔软且可延展，可以植入身体活动性的部位。在之前的研究当中，这类装置通常必须植入并固定在骨头上。

他表示：“但是当我们在研究脊椎上的神经元或者中枢神经以外的区域时，我们需要能够延展、不需固定在骨头上的装置。”

这个新的装置能够用手术缝线固定在一个地方。与之前装置相同，这个可延展的装置装有一个微型LED，能够驱动特定的神经细胞。杰鲁说他希望能够利用这个植入装置，钝化痛感讯号，阻断一般疗法没办法解决的疼痛，造福病患。

研究人员在基因改造的老鼠身上植入装置。这些老鼠身上部分神经带有对光反应的蛋白细胞。为了要展示植入装置对神经细胞中疼痛的通道有影响，研究人员利用LED灯驱动了老鼠的痛感。当老鼠在迷宫中通过一特定区域，植入装置的LED灯就会发亮，并且驱动疼痛细胞让老鼠感到不适。而在离开迷宫的那个区域之后，装置就关闭，疼痛也消失。研究结果发现，这些动物很快就学会要避开该区域绕道而行。

这个实验如果是用旧版的光遗传学装置可能就很难实行，因为旧版的装置带有电线，可能会影响老鼠的行为。

研究走出实验室计划量产LED植入装置催生更多相关实验

据伊利诺大学材料工程系，同时也是共同研究主持人约翰‧罗杰表示，现行的微型弹性装置能够用手术缝线固定，同时也可能可以用在肾脏、胃、肠道、心脏或其他器官。

他补充道：“他们提供了特殊、能与生物相容的平台，实现让光无线传输到身上几乎任一器官。”

罗杰和杰鲁设计植入装置时，特别留意要将未来的量产列入考量，让其他研究人员也能够用这个装置进行更深入研究。杰鲁、罗杰和华盛顿大学麻醉系副教授麦可‧布鲁乔斯(Michael R. Bruchas)共同成立了NeuroLux公司，朝量产装置的目标前进。

原文连结：Implantable wireless devices trigger — and may block — pain signals

(编译：LEDinside编辑，张雅涵)

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