陳 丹《給你焦慮的心態安個“開關”》高一議論文閱讀題及答案
控制焦慮或許不再需要長年服用藥物或心理治療了,科學家至少已經在一些特殊的經過基因改造的小鼠身上證明這是行得通的。他們僅僅啟動了一個“開關”,原本高度緊張的小鼠頓時一改畏畏縮縮的作風,變成了膽大的“探險家”。
科學家采用時下新興的技術——光遺傳學,這種技術結合了轉基因工程與光來操作個別神經細胞的活性,可以對精心挑選的神經元的電活動進行控制。
到目前為止,要刺激特定的神經元,通常只能依靠電脈沖這種不精確和難以控制的技術。而光遺傳學技術則可使用一種新的光控方法高度精確地對神經元進行刺激,同時還能按照意愿控制神經元的開合。
研究人員先將這些小鼠神經元改造得對光非常敏感,然后通過植入的光纖,用藍色光照亮位于大腦杏仁核區域的一個特定神經回路,結果顯示,這些本來因恐懼而退縮的小鼠開始勇敢地探索周圍環境。
實驗原理很簡單:首先,生物學家確定一個“視蛋白”,這是一種存在于綠藻等感光生物體體內,可讓它們探測到光的蛋白。接下來,分離出視蛋白的基因,然后利用經過轉基因處理后的無害病毒作為載體,將基因插入到大腦神經元中,視蛋白的DNA(脫氧核糖核酸)會成為大腦神經元的遺傳物質的一部分。最后,研究人員讓細薄的光纖穿過層層神經組織,將光送到正確的位點。當這些表達視蛋白的轉基因神經元暴露在光照射中時,就能夠傳導電流(也就是大腦的語言)。有些視蛋白,比如響應藍色光的光敏蛋白可以激活神經元,而響應黃色光的鹽細菌視紫紅質等其他視蛋白則會抑制神經元,如此一來,神經元的開合就可以人為控制了。
但當研究人員將光束照射的范圍擴大了一些,激活了小鼠大腦杏仁核區域中更多的神經回路時,之前實驗讓小鼠變得勇敢的效果消失了,小鼠仍然處于膽小、精神緊張的狀態。這意味著,激活多個神經回路并沒有對動物的行為產生影響,這凸顯出瞄準大腦中單個回路的重要性。
科學家們興奮不已,因為這使他們擁有了對特定大腦回路的非凡的控制能力,進而能夠深刻了解包括焦慮癥和帕金森氏癥在內的一系列神經紊亂疾病。他們認為,由于“哺乳動物的大腦具有驚人的跨物種的共性”,他們的研究成果或將有助于更好地理解導致人類焦慮的神經機制,并為相關治療指明新的方向。
由于光遺傳學領域的研究已經積累了一些經驗,世界各地的實驗室都在利用這種技術來深入了解神經系統如何工作,研究包括慢性疼痛、帕金森氏癥和視網膜變性在內的諸多問題,其中部分研究成果已經開始逐漸走向臨床應用。
可以說,光遺傳學開辟了一個讓人激動的新研究領域,一些研究人員已經開始設想,如果能夠克服生物醫學的挑戰,確保新基因安全地遞送到人體內,基于光遺傳學的治療方法將直接應用于人類。
(摘自2011年5月31日的《科技日報》,選文有刪改。)
4.對光遺傳學技術本質的概括,最準確的一項是
A.結合轉基因工程與光來操作個別神經細胞的活性,對精心挑選的神經元的電活動進行控制。
B.采用新的光控方法,高度精確地對神經元進行刺激,從而按照意愿控制神經元的開合。
C.改造動物的神經元并植入光纖,通過藍色光控制位于動物大腦杏仁核區域的一個特定神經回路。
D.讓插入到大腦神經元中的細薄光纖穿過層層神經組織,將光送到正確的位點傳導電流,控制神經元的開合。
5.涉及光遺傳學技術實驗原理的表述,不符合原文意思的一項是
A.控制神經元開關的操作流程是:確定視蛋白,分離出視蛋白的基因,在大腦神經元中插入該基因,照射表達視蛋白的轉基因神經元,從而傳導大腦語言。