國際生醫新聞

周邊神經受損時所導致的神經痛，會引發肢體刺痛、麻木和疼痛。據估計，美國有超過 2000 萬人受到周邊神經病變影響。目前用於研究神經疾病的設備都是由僵硬的材料製成，並不適合用於研究周邊神經痛。2023 年 10 月 19 日，麻省理工學院的科學家們在《Nature Methods》發表的研究中指出，他們所開發出的新的光纖，柔軟、有伸縮性、可植入體內，科學家可以利用它在動物模型中探索周邊神經疾病的原因和潛在治療方法。

該技術的應用，必須搭配「光遺傳學」。所謂的光遺傳學，是一種透過基因工程改造，使神經對光做出反應的技術。暴露在不同光線下，神經活動可以被活化或抑制，這可為科學家提供有關神經如何運作以及如何與周圍環境相互作用等資訊。因此光遺傳學有潛力可以幫助神經科學家確認周邊神經疾病的具體原因，並協助測試緩解這些疾病的療法。

不過，迄今為止，光遺傳學主要應用於大腦，且若要在大腦之外應用這項技術，最大的障礙將是「限制運動」─ 因為周邊神經會不斷受到周圍肌肉和組織的推拉，若使用硬質的矽裝置，就會限制動物的自然運動，並可能造成組織損傷。

因此，研究人員開發出一種由水凝膠製成的、柔軟、可伸縮的透明纖維。該水凝膠是一種橡膠狀、生物相容性好的聚合物與水的混合物，他們調整了水和聚合物的比例，以創造出微小的奈米級聚合物晶體，散佈在像果凍的溶液中，並使之形成「內芯」和「外殼 (包層)」兩層結構，晶體在其中形成特定的排列，並產生特定、但不同的折射率，結合在一起，就能防止穿過光纖的任何光線逃逸或散射。

可活化或抑制神經活動
研究人員在基因改造小鼠體內測試了這種光纖。這些小鼠的神經經過基因改造後，可被藍光激發神經活動，或受黃光刺激而抑制神經活動。他們發現，即使植入了光纖，小鼠也能在輪子上自由奔跑。經過兩個月的車輪運動 (約 3 萬次) 後，研究人員發現，該纖維不但堅固耐用、不易疲勞，且仍能有效傳遞光線以觸發肌肉收縮。

接著，研究人員開啟黃色鐳射，使其穿過植入小鼠體內的光纖；利用實驗室評估疼痛抑制的標準程序，他們觀察到小鼠對疼痛的敏感度大大低於未受光刺激的小鼠，明顯抑制了小鼠的坐骨神經痛。

雖然不可能為了治療對患者的神經進行「光遺傳學」的基因工程改造，但研究人員表示，這種纖維可作為新的神經科學技術，用於剖析周邊神經系統中疼痛的潛在機制，甚至有助於確認治療慢性疼痛和其他導致衰弱的病症 (如神經變性或損傷) 的新型機制療法。

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資料來源：MIT、ScienceDaily