#話都給我講就好系列-第 100減 1話-20190721
利用 #光 可以 #操縱腦細胞 活動，進而 #控制動物的行為！這可是物理界的大事！
在各種 #超能力 中，通常會特別被分配給「#邪惡的一方」，而且讓 #正義英雄非常棘手的，莫過於「#心靈控制」（mind control），因為這種能力可以引發「#英雄內戰」，不但讓正義的力量互相抵銷，還會讓被迫與同伴作戰的英雄受到 #心理創傷！
科學的進展，其實已經很接近這種能力了，而且不需要與生俱來、或是得發生某種實驗室意外才會會得到超能力，是可以在任何個體上重現的技術。
其名為「#光遺傳學」（#optogenetics）：利用基因工程在特定的腦細胞表現「channelrhodopsin」這種對光線敏感的蛋白質，只要依照到光，它就會打開腦細胞膜上面的離子通道，讓細胞外的陽離子衝進細胞內，這個腦細胞就放電了。
為什麼用這種技術就能做「心靈控制」呢？如果這是你大腦裡的一顆嗅覺神經元，聞到烤牛排味道的時候會放電，你用光一照它，它就會放電送訊號到腦中樞，你就會以為「啊！有牛排的味道」，可是，並沒有。如果這是 #川普 大腦裡的一顆掌管「按下 #核彈發射鈕」的決策神經元，你用光一照它，它就會放電送訊號給 #我川 的手指頭，把核彈發射鈕給按下去。
知道厲害了吧？
史丹佛大學的神經科學家Karl Deisseroth所帶領的團隊，7月18日於「Science」期刊發表了一篇論文，找出了老鼠大腦7500萬顆腦細胞中的20個，與「分辨垂直條紋影像」有關，並且用光遺傳學來調控老鼠的感官與行為。實驗是這樣做：
準備：找一些「口渴的老鼠」來基因工程一下把channelrhodopsins塞進老鼠腦袋裡，並且準備做腦細胞的「#鈣離子功能造影」（calcium functional imaging）。
手術：把老鼠的頭殼打開，才可以做功能造影與光訊號刺激。
訓練：給老鼠看「垂直條紋」的圖時，牠如果去舔一個給水裝置時，可以喝到水（獎賞），但如果是「水平條紋」時，就喝不到水，裝置還會噴出空氣嚇老鼠一跳（懲罰）；做得夠多次之後，老鼠就會被 #制約，看到垂直條紋就會想要去舔給水裝置。
找出相關神經元：前面講的「鈣離子功能造影」能記錄個別腦細胞活動的狀態，經篩選後，發現老鼠「看到垂直條紋」時，會亮起來的腦細胞有20顆。
直接以光線刺激相關神經元：沒有給視覺圖像，直接對那20顆神經細胞照光，結果老鼠會以為「我看到垂直條紋，有水喝了，耶！」然後就去猛舔水管。（以上為設計對白，老鼠到底是不是這麼想不得而知，不過行為上的表現是如此）
當然因為現在用的是可見光波段的光敏蛋白來做「開關」，所以在做動物實驗時，得先做基因工程把讓特定腦細胞表現光敏蛋白，還要在頭殼上挖個洞，打病毒（將光敏蛋白基因植入）、還有拉根光纖進去才能以光訊號對動物進行控制。你當然不可能在 #我川 頭上挖個洞插一跟光纖進去，要是做得到，大概你本來就能直接叫他按核彈發射鈕，也不用這麼麻煩了。
不過如果刺激可以改用非侵入性的訊號來傳遞呢？比如說超音波還是紅外線。也許「Mind Control」的時代沒有離我們想像中遠喔…
什麼？跟物理無關？光敏蛋白的吸收光譜，以及吸收了光以後的行為，如何打開離子通道，讓神經細胞膜電位上升放出電訊號，通通都是物理啊！怎麼會無關，超有關的好不好！
Nature報導：https://www.nature.com/articles/d41586-019-02220-4
Science論文：https://science.sciencemag.org/…/early/2019/07/17/science.a…
#超中二物理系主任雜記
#等我征服世界就把生物光學Bioptics列為全人類必修
#生命宇宙與萬事萬物什麼都馬跟物理有關
#話都給我講就好其之99
圖一：「#五星物語Five Star Stories」中的Fatima都受到心靈控制，跟這部作品比起來，#富樫 的「#獵人」拖搞簡直是小學生程度，希望我孫子能將結局燒給我（來源：#永野護／角川書店）
圖二：#新興宗教 的吸引力，也常常被視為一種心靈控制（來源：#浦澤直樹／小學館）
圖三：大腦中密密麻麻的腦細胞，科學家卻能從中找出掌管特定功能的那幾個（來源：哈佛大學）
圖四：頭上插著光纖，等著做光遺傳學實驗的老鼠（來源：史丹佛大學）
圖五：疑似本實驗當事老鼠（當然也有可能是為了發新聞補拍的），正看著眼前的螢幕，等著它出現圖案（來源：史丹佛大學）
利用 #光 可以 #操縱腦細胞 活動，進而 #控制動物的行為！這可是物理界的大事！在各種 #超能力 中，通常會特別被分配給「#邪惡的一方」，而且讓 #正義英雄非常棘手的，莫過於「#心靈控制」（mind...