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光遗传与生命代谢光遗传通常是指结合光学与遗传学手段，精确控制特定神经元活动的技术。至今已经历十几年的发展，应用范围日渐扩大。生活中常见的“光控灯”,也是利用特定元件对光源的敏感程度来调节电流，而“声控灯”是通过感应声音振动来发挥功能。在人体中，部分偏头痛患者对声音、光线较为敏感，即“畏光、畏声”症状，疾病发作时涉及离子流、生物电和“场”的变化，其神经调节机制更为复杂。“光”本身具有波粒二象性，可以承载信息和能量，光纤、光谱、光线在无机和有机领域均有应用。地球上的种子在太空接受“宇宙射线”照射后，发生基因突变概率增加，带回地球栽培后作物产量发生较大变化，可作为育种方法之一。植物在阳光充足时，生长茁壮；动物亦需要适量晒太阳来促进骨骼发育和生长代谢。光，对生命的维持不可或缺，既往研究多是宏观领域，而光遗传，把相关研究推向了微观。光遗传技术利用分子生物学、病毒生物学等手段，将外源光敏感蛋白基因导入活细胞中，在细胞膜结构上表达了光敏感通道蛋白；然后通过特定波长光的照射，控制细胞膜结构上的光敏感通道蛋白的激活与关闭，进而控制细胞膜上离子通道的打开与关闭，进而改变细胞膜电压的变化，如膜的去极化与超极化。当膜电压去极化超过一定阈值时就会诱发神经元产生可传导的电信号，即神经元的激活；相反，当膜电压超极化到一定水平时，就会抑制神经元动作电位的产生，即神经元的抑制。通过光学方法来研究神经网络功能，与之前的技术相比，一般无损伤或低损伤。目前光遗传的动物研究成果较为丰富，如阐述“成瘾、抑郁”的神经机制。偏头痛和癫痫患者在发作时，也有离子通道开闭异常和神经电信号的病理改变，若能运用光学与遗传学手段，控制特定细胞中的蛋白表达，从而实现光诱导蛋白质表达，启动细胞内生物学过程，进而调控疾病发作阈值，将能给众多患者带来治疗的曙光。声光热电磁，相互之间可以影响转化，人体中包含以上全部生命形式，“声波碎石（肾结石、胆结石）、蓝光治疗（黄疸）、心电图、磁共振”都是其衍化应用。中医的五行概念，金木水火土之间相生相克，如“木生火、金生水”，与“电磁转换、光热转换”相似；中药的“四气五味”也可用“声光热电磁”来解释，在特定地理环境和不同季节种植、采摘的药材，其蕴含的“光储备、磁储备”差异明显，可以纠正人体的磁场、电场（生物电如心律失常）偏颇。大黄、芒硝削弱腹部的“场”、人参、附子可以加强心脏的“场”、升麻、柴胡调节人体上部的“场”……，复方中药的靶点众多，可以同时调节人体多个场，进而阻断和改善疾病进程。光遗传，是医疗进入分子时代长河中的一朵浪花，日后会有接连不断的技术突破，给生命康健研究带来绚丽篇章。王伟涛，陈正光-9-8


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