在出版的演示中自然材料来自莱斯大学、杜克大学、布朗大学和贝勒医学院的研究人员利用磁信号激活目标神经元，这些神经元控制着圈闭中自由移动的果蝇的身体位置。

“为了研究大脑或治疗神经系统疾病，科学界正在寻找既精确得令人难以置信，又微创的工具，”该研究的作者雅各布罗宾逊说，他是莱斯大学电子和计算机工程副教授，也是莱斯大学神经工程倡议的成员。“用磁场远程控制选定的神经回路在某种程度上是神经技术的圣杯。我们的工作朝着这个目标迈出了重要的一步，因为它提高了远程磁控制的速度，使其更接近大脑的自然速度。”

罗宾逊说，这项新技术激活神经回路的速度比之前展示的最好的磁性刺激基因神经元的技术快50倍左右。

罗宾逊说:“我们取得了进展，因为主要作者查尔斯·塞贝斯塔(Charles Sebesta)提出了使用一种对温度变化速度敏感的新离子通道的想法。”“通过汇集基因工程、纳米技术和电子工程方面的专家，我们能够将所有的部分整合在一起，并证明这个想法是可行的。这真的是世界级科学家的团队努力，我们很幸运能与之合作。”

研究人员利用基因工程技术在神经元中表达了一种特殊的热敏离子通道，这种通道可以使苍蝇部分展开翅膀，这是一种常见的交配姿势。研究人员随后注入了磁性纳米颗粒，这种纳米颗粒可以在外加磁场下加热。头顶上的摄像机可以看到苍蝇在电磁铁上方的围栏上自由地漫游。通过以特定的方式改变磁铁的磁场，研究人员可以加热纳米颗粒并激活神经元。对实验视频的分析显示，经过基因修饰的果蝇在磁场变化后大约半秒内就会采取展开翅膀的姿势。

罗宾逊说，在精确时间激活基因目标细胞的能力可能是研究大脑、治疗疾病和开发直接脑机通信技术的有力工具。

罗宾逊是MOANA项目的首席研究员，这是一个雄心勃勃的项目，旨在开发用于非手术、无线、脑对脑通信的耳机技术。MOANA是“磁性、光学和声学神经通路”的缩写，由美国国防高级研究计划局(DARPA)资助，旨在开发一种耳机技术，该技术既可以“读取”或解码一个人视觉皮层中的神经活动，也可以“写入”或编码另一个人大脑中的神经活动。生磁技术就是后者的一个例子。

罗宾逊的团队正在努力实现一个目标，即部分恢复失明患者的视力。通过刺激大脑中与视觉相关的部分，MOANA的研究人员希望即使病人的眼睛不再工作，也能给他们带来视觉。

罗宾逊说:“这项工作的长期目标是创造一种方法，可以激活人类大脑的特定区域，以达到治疗目的，而无需进行手术。”“为了达到大脑的自然精度，我们可能需要将反应降低到百分之几秒。所以还有很长的路要走。”

水稻研究的共同作者包括Sebesta、Daniel Torres Hinojosa、Joseph Asfouri、Guillaume Duret、Jiang Kaiyi、张林林、Qingbo Zhang和Gang Bao。其他共同作者包括杜克大学的王博硕、李中熙、斯蒂芬·戈茨和安吉尔·彼得切夫;萧震和布朗大学的Vicki Colvin;以及贝勒大学的赫尔曼·迪里克。

该研究由DARPA (N66001-19-C-4020)、美国国家科学基金会(1707562)、韦尔奇基金会(C-1963)和美国国立卫生研究院(R01MH107474)资助。

视频:https://youtu.be/ZcBIlSS2FUM