科学家开发出一种注射式微型光电子器件，能够无损伤地植入鼠脑并成功控制其行为，标志着生物医疗技术的重大突破。该研究成果于4月11日发表在美国《科学》杂志上，论文作者之一、浙江大学副教授吕朝锋介绍，该器件实现了高性能半导体光电子技术与动物大脑组织的直接集成，克服了传统光电子器件因发热导致脑组织损伤的技术瓶颈。
吕朝锋指出，以往类似研究中光电子器件工作时产生的热量会使脑组织温度升高，造成脑细胞死亡，限制了其临床应用价值。而此次设计的器件将脑组织温度升高严格控制在0.1摄氏度以内，基本避免了脑组织损伤。
该器件具有三个显著特点：首先是体积极小，核心微型发光二极管厚度仅6.45微米，尺寸约为50微米×50微米，接近头发丝直径的十分之一，整体厚度约20微米，远小于传统毫米级光纤器件；其次是高度柔软，能够通过微型针头精准植入脑组织任意部位，实现光子传输与神经元的直接交互，避免了脑组织损伤和炎症反应；第三是轻便，仅需在脑外配备约2克的无线电装置，无需复杂激光源和有线设备，保证动物自由活动。
研究团队采用生物可溶性素丝蛋白粘结剂将器件固定于微型针头，植入指定脑区后，针头可被生物溶解而拔出，器件留存脑内。实验中，研究人员通过无线控制成功干扰小鼠的滚轮奔跑、迷宫行走及社交行为，验证了器件的有效性和安全性。
该研究由美国、中国和韩国多家机构联合完成，其中美国西北大学黄永刚教授团队负责器件的温控和热管理。黄永刚教授表示，此次突破实现了首次无损伤脑内植入光电子器件，老鼠存活时间长达半年至一年，远超以往实验。
该技术在光遗传学和软组织微创手术领域展现出广阔应用前景，未来有望推动基础医学研究和临床治疗技术的重大进步。研究人员期待未来能够实现更精细的行为控制，如针对特定肢体的运动调控，并探索在人类神经疾病如痴呆症、帕金森病、抑郁症及焦虑症等的诊断与治疗中的潜在应用。
新华社华盛顿4月11日电（记者林小春 任海军）报道，科学家们开发的这款微型光电子器件通过光刺激调控神经元释放多巴胺及其他神经递质，改变动物行为模式，展现了神经调控领域的创新突破。