光刺激替代電刺激非侵入式心臟起搏器或將問世

光刺激替代電刺激非侵入式心臟起搏器或將問世。不用植入任何裝置，只需用激光照射就能控制心臟跳動的節奏。這不是什么魔法，美國科學家在果蠅身上讓它成為了現實。

所有的心臟起搏器都基于這樣一個事實，每一次心跳都是由經過心肌細胞的電脈沖引起的，心臟的收縮讓血液在機體內保持循環。植入式心臟起搏器用電極向心臟組織提供一個穩定的脈沖，讓有問題的心臟保持規律的跳動。

在一項實驗中，科學家用藍色激光照射一只經過麻醉的果蠅，能讓其心率與激光脈沖的節奏保持一致，以每秒10次的速率跳動。研究人員發現，該技術不但能放慢或加快果蠅的心率，還完全適用于包括幼蟲、蛹和成蟲在內的果蠅生命周期中的所有形態。隨后進行的安全檢測則證實，該技術不會傷害果蠅，也不會對其心臟發育帶來任何可觀察到的不利影響。研究人員稱，這種以光為基礎的非侵入性技術，未來或能成就新一代心臟起搏器。相關論文發表在數字化開放獲取雜志《科學進展》上。

該項研究以黑腹果蠅為研究對象，因為在心臟早期發育階段，它們與脊椎動物存在很多相似之處。研究人員首先從藻類中提取出一種光敏蛋白基因，培育出含有這種蛋白的果蠅，而后通過激光從外部照射的方式，激活含有光敏蛋白的心臟細胞。這種光敏蛋白被命名為channelrhodopsin-2，一旦其接觸到藍色激光，就會引起心臟收縮。

負責此項研究的美國利哈伊大學生物工程學助理教授周超(音譯)指出，與傳統心臟起搏器相比，光刺激有著無法比擬的優勢:這種非侵入式技術只會觸發目標細胞，而電動起搏器則須通過外科手術植入，電脈沖不僅會作用于心臟細胞，也會影響其他組織。

動起搏器則須通過外科手術植入，電脈沖不僅會作用于心臟細胞，也會影響其他組織。

研究人員稱，由于人類和果蠅有80%的同源基因，以果蠅為基礎的研究將對今后針對人類的研究帶來便利。未來借助這種技術或能開發出新一代以激光為基礎的心臟起搏器或其他肌肉刺激裝置。當然在此之前，還有很長的一段路要走。

麻醉的果蠅一動不動的躺在顯微鏡載片上，科學家對著它的腹部發射了藍色激光。激光沒有傷害果蠅，激光脈沖以每秒10次的節奏發射，而果蠅的心臟也以每秒10次的速度精確同步。研究人員在《Science Advances》期刊上報告了他們發明的光學起搏器。

傳統的起搏器是基于心臟是一個發電器官這一事實，電脈動流過心肌細胞，觸發了心跳，心臟的收縮將血輸送到各處器官。植入式的電子起搏器使用電極向心臟組織穩定傳輸電脈沖，幫助有問題的心臟維持固定的節奏。

光學起搏器利用的是光遺傳學(Optogenetics)技術，使用激光脈沖觸發心肌細胞收縮。領導這項研究的是Lehigh大學的助理教授Chao Zhou。他表示將這項技術運用于人類還有很多挑戰需要解決。