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近日，美国麻省理工学院的神经科学家们设计出一种方法，可以测量大脑中的多巴胺超过一年时间。他们相信，这种方法将帮助他们学习到更多关于多巴胺在健康和疾病的大脑中的作用。
背景
生活中，我们往往会看到某些人会对某些事情迷恋到上瘾的程度，举个来说，吸烟。香烟中的尼古丁会令人上瘾，主要原因就是：尼古丁会刺激神经元分泌一种神经传导物质，令人感到快感。
这种神经传导物质就是：多巴胺（Dopamine）。它是一种遍布大脑的信号分子，在调节人类情绪以及控制运动方面都扮演着非常重要的角色。许多疾病例如帕金森氏病、抑郁症、精神分裂症都与缺乏多巴胺相关。
创新
美国麻省理工学院（MIT）的神经科学家们设计出一种方法，可以测量大脑中的多巴胺超过一年时间。他们相信，这种方法将帮助他们学习到更多关于多巴胺在健康和疾病的大脑中的作用。
麻省理工学院研究所教授、麻省理工学院麦戈文脑科学研究所（McGovernInstituteforBrainResearch）、论文高级作者之一的AnnGraybiel表示：“尽管多巴胺一直被认为是大脑中关键的信号分子，与神经病、精神状况以及学习能力相关，但是却一直没有办法在线监测一段时间内多巴胺释放的变化，这段时间长到足以与临床状况关联起来。”
材料科学与工程系工程教授、麻省理工学院科赫综合癌症研究所（KochInstituteforIntegrativeCancerResearch）成员MichaelCima以及科赫研究所成员、教授RoberLanger也是论文的高级作者。麻省理工学院博士后HelenSchwerdt是论文的领导作者，论文于9月12日在《CommunicationsBiology》期刊上发表。
（图片来源：FeliceFrankel）
技术
多巴胺，是大脑中神经元相互通信所用的许多神经递质之一。传统的测量多巴胺的系统：轴直径达微米的碳电极，只能可靠地使用达一天，因为它们会制造出伤痕组织，这些疤痕组织会干扰电极与多巴胺交互的能力。
年，麻省理工学院的团队演示了一种微加工的微型传感器，这种传感器可用于测量大脑纹状体部分中的多巴胺水平，纹状体含有生产多巴胺的细胞，这些细胞对于习惯形成与奖赏强化学习来说非常关键。
因为这些探针非常小（直径约10微米），研究人员能植入多达16个这种探针，来测量纹状体不同部位的多巴胺水平。在新研究中，研究人员想要测试他们是否能用这些传感器来进行长期的多巴胺追踪。
（图片来源：参考资料）
Schwerdt表示：“从一开始起，我们的基本目标就是制造出长时间工作而且每天可以生成精准读数的传感器。如果你想要理解这些信号对于特定疾病或健康状况的影响，这很有必要。”
为了开发出一种能够长时间精准的传感器，研究人员必须保证它不会引起免疫反应，从而避免伤痕组织影响读数的精准度。
麻省理工学院的团队发现，即使在很长的时间内，他们的微型传感器对于免疫系统来说几乎是“不可见的”。传感器植入之后，小胶质细胞群（响应短期损伤的免疫细胞）以及星状胶质细胞（响应周期更长），与它们在无探针插入的大脑组织中的情况一样。
这项研究中，研究人员在每个动物的纹状体中植入三到五个传感器，深度约5毫米。当刺激脑干释放多巴胺（传递至纹状体）之后，他们每几周读取一遍数据，发现测量数据保持一致达天。
（图片来源：参考资料）
价值
Schwerdt表示：“这是首次有人展示这些传感器可以工作超过数月。它使得我们对于这些传感器有朝一日应用于人类感到自信。”
研究人员称，如果为了应用于人类的目标而开发，这些传感器对于监测接受深部脑刺激的帕金森氏病患者将很有作用。这种治疗包括植入一个电极，向大脑深处的结构释放电脉冲。采用传感器监测多巴胺水平将帮助医生更具选择性地传递刺激（只在必要的时候）。现在，研究人员正在研究用传感器测量大脑中的其他神经递质以及电信号，这些电信号在帕金森氏病和其他疾病中也会被扰乱。
Schwerdt表示：“理解化学活动与电气活动之间的关系，对于理解在帕金森氏病中所看到的问题来说，真的很重要。”
关键字
医疗、传感器、神经
参考资料
