一种小型的光学器件能够利用人类脑电波产生微弱的闪光，进而能够激活老鼠脑部的部分基因。这项新的理论某一天可能被应用于治疗那些患有慢性头痛或癫痫的病人——当他们在由于头痛或癫痫发病而导致脑电波异常时，通过脑电波的输入即可得到治疗。本项研究成果的作者，来自瑞士苏黎世联邦理工大学研究院马丁?富森格(MartinFussenegger)说道。

人类脑电波

“这是史上第一次使利用脑电波——生物体的意念——来诱导基因的表达”，富森格在LiveScience上说道。

合成生物学

近年来，科学家已经从诸如DNA, RNA,蛋白质等生命体的功能组件中开发出依赖于生物体的微小机器。例如，科学家们已经设计出微生物药物工厂，利用酵母菌和一些细菌生产吗啡等药物。有研究组已经用完全人造的six-letterDNA创造出生命形式。还有一些人以DNA为编程语言开发了微型计算机硬盘。

人类脑电波

一些研究人员已经制造出可使人类或猴子能够控制猴子脑电波的受控大脑植入体。然而鲜有研究人员尝试将分子合成机器与大脑植入结合起来。

在他们的新研究中，富森格和他的同事们要求志愿者们通过玩一款"Minecraft"游戏或利用生物反馈(一种利用显示器引导人脑电波同步的技术)来集中精力，这两项活动能够产生一种特殊的脑电活动，被脑电图(EEG)所捕获并无线输入到老鼠的大脑植入体中。

“这些脑电波模式被记录，处理，随后我们设定一个特定的阈值，”富森格说道。“如果某一模式下超过了这一阈值水平，它会在一段时间内开启一个近红外LED”。

这段近红外光随后会启动一个微型细胞构件——一个在小鼠大脑植入体内部被光所活化的细菌蛋白。细菌蛋白引发化学反应，激活负责编码一种特定人类蛋白的基因片段。

老鼠基因

微型大脑工厂

尽管目前的实验使用人类蛋白质并未涉及治疗方面的目的，但同样的技术最终可被应用于向人脑精确提供所需剂量的药物，富森格说道。

例如，在癫痫发作前，大脑会产生一个特殊类型的脑电活动，它能够刺激一个由光激活的微型基因植入体迅速产生一种抗癫痫的药物。

“这是一个有趣的概念证明”，来自纽约城市大学先进科学研究中心的结构生物学家凯文?加德纳(KevinGardner)这样评价，而他并未参与这项研究。

人类脑电波

但是应用到人类身上可能还有很长的路要走，加德纳在LiveScience上如此说道。

这项研究发表在11月11日的《自然通讯》杂志(Nature Communications)上。