光遗传学技术突破实现低侵入性神经调控

光遗传学（又称光学遗传学）※2 是一种利用光敏蛋白调控神经元活动的技术，为神经科学研究带来了重大突破。传统上，为激活光响应蛋白，常采用波长在500 nm以下的蓝光进行照射。然而，蓝光在穿透生物组织时易被皮肤及其他生物介质强烈散射和吸收，导致其难以有效抵达深部目标区域。因此，通常需要借助植入光纤来实现蓝光传输，但此类侵入性操作可能对组织造成损伤或功能干扰。

针对这一难题，九州大学大学院工学研究院的宇治雅记（大学院生）、杨井伸浩准教授（现任职于东京大学大学院理学系研究科，任教授）联合东京医科齿科大学的味岡逸树教授、神奈川县立产业技术综合研究所的原央子博士、九州大学大学院工学研究院的近藤純平（当时为大学院生）以及君塚信夫教授等组成的研究团队，成功开发出一种可在生物体内将红色光及近红外光转化为蓝光的光子上转换纳米粒子，并利用该技术实现了活体内对神经元的光学调控。

本研究的关键突破在于开发出一类新型有机敏化剂分子，使红光至近红外光转化为蓝光的效率提升至原有水平的两倍以上。此外，相较于以往含锇等具有生物毒性重金属的上转换材料，本研究开发的材料完全由有机分子构成，不含任何重金属元素，从而显著提高了生物相容性。实验证明，将此类有机上转换纳米粒子注射至小鼠皮下，并在体外照射红光，即可成功激发蓝光，实现对目标神经元的光遗传学操控。

该成果标志着一种低侵入性、高生物相容性的在体神经调控技术的诞生，有望极大推动光遗传学在生命科学及医学领域的应用前景，为深部脑区及外周神经系统的非侵入性调控开辟了新途径。