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  近日，美國(guó)密歇根州立大學(xué)劉心悅實(shí)驗(yàn)室和紐約州立大學(xué)賓漢姆頓分校饒思圓實(shí)驗(yàn)室在Nature Methods發(fā)表了題為“Fatigue-resistant hydrogel optical fiber enables peripheral nerve optogenetics during locomotion“的研究論文。

  光遺傳學(xué)optogenetics是指借助遺傳學(xué)手段，將對(duì)光有響應(yīng)的通道蛋白表達(dá)在特定細(xì)胞群中，僅僅用光線就能夠激活或抑制神經(jīng)元。這項(xiàng)技術(shù)讓研究者們對(duì)大腦的運(yùn)作擁有了前所未有的認(rèn)知和控制。然而除了大腦之外，光遺傳學(xué)在外周神經(jīng)的應(yīng)用卻充滿了挑戰(zhàn)。

  作者研發(fā)了一種柔軟、可反復(fù)拉伸的水凝膠光纖。如果將這種柔性光纖植入體內(nèi)，不僅能夠有效的把光信號(hào)傳輸?shù)?/span>運(yùn)動(dòng)情況復(fù)雜的外周神經(jīng)，同時(shí)并不影響實(shí)驗(yàn)動(dòng)物持續(xù)的正常運(yùn)動(dòng)。在實(shí)驗(yàn)動(dòng)物正常自然行為學(xué)的狀態(tài)下， 作者通過(guò)光遺傳學(xué)實(shí)現(xiàn)了對(duì)外周神經(jīng)刺激和抑制。

  光遺傳學(xué)很難運(yùn)用在外周神經(jīng)上。一方面，外周神經(jīng)的結(jié)構(gòu)和回路更加復(fù)雜多樣；另一方面，在動(dòng)物正�；顒�(dòng)中，外周神經(jīng)會(huì)隨著身體有反復(fù)的位移和較大的變形。因此很難將光線穩(wěn)定傳輸至特定外周神經(jīng)位置。

  傳統(tǒng)的硬質(zhì)光纖材料，比如二氧化硅纖維，模量在10^9 Pa以上。由這種傳統(tǒng)的光纖材料組成的導(dǎo)光設(shè)備可能在反復(fù)的位移和變形過(guò)程中，對(duì)生物軟組織造成傷害。另外，在外周器官和軀體四肢內(nèi)植入硬質(zhì)設(shè)備可能會(huì)阻礙身體的正�；顒�(dòng)和自然行為。

圖四. 通過(guò)水凝膠光纖可以抑制NpHR老鼠的慢性疼痛

  總而言之，抗疲勞水凝膠展示了在身體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中向外周神經(jīng)傳導(dǎo)光的一種可能。在未來(lái)，作者還在探索其他的材料設(shè)計(jì)和功能。比如，將這種水凝膠光纖和電生理學(xué)的柔性電極結(jié)合，實(shí)現(xiàn)光學(xué)控制和電學(xué)測(cè)量。另外，這種光纖不僅可以將光傳送到特定神經(jīng)進(jìn)行光遺傳學(xué)刺激，還可以通過(guò)使用離子和神經(jīng)遞質(zhì)的熒光指示劑從神經(jīng)中提取光進(jìn)行光學(xué)記錄。這種水凝膠光纖和光遺傳學(xué)聯(lián)用的方法也可以用于外周神經(jīng)以外的其他器官，比如心臟和腸道。柔性光纖潛在也有非常廣泛的臨床應(yīng)用，比如治療感覺(jué)障礙，慢性疼痛和中風(fēng)后運(yùn)動(dòng)恢復(fù)等。

  原文鏈接：http://doi.org/10.1038/s41592-023-02020-9

紐約州立大學(xué)饒思圓課題組招聘博士生、博士后

課題組簡(jiǎn)介

饒思圓，現(xiàn)為生物醫(yī)學(xué)系助理教授，饒教授2015年獲得北京航空航天大學(xué)材料物理與化學(xué)博士學(xué)位，2016-2020年在MIT RLE和Simons Center for Social Brain從事博士后研究，榮獲NIHK99/R00 、NSF CAREER, Air Force Young Investigator Program, BBRF等項(xiàng)目資助。課題組網(wǎng)站：www.syraolab.com。饒教授目前研究興趣集中于神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域工具的開(kāi)發(fā)（neuroengineering technology），包括但不限于使用磁性材料、soft materials、nanomaterials.

崗位要求

1. 具有化學(xué)、材料學(xué)、生物工程、電子工程、神經(jīng)科學(xué)、基因工程或相關(guān)學(xué)科的碩士/理學(xué)學(xué)士學(xué)位背景（博士生）和上述學(xué)科科研背景的博士學(xué)位或即將博士畢業(yè)的應(yīng)屆畢業(yè)生（博士后）。電生理（patch-clamp）和神經(jīng)科學(xué)經(jīng)驗(yàn)為加分項(xiàng)。

2. 具有高質(zhì)量的研究成果（博士后）或?qū)嶒?yàn)室研究經(jīng)歷（博士生）

3. 良好的獨(dú)立工作能力和科研鉆研精神

3. 良好的溝通和書(shū)寫(xiě)表達(dá)能力

聯(lián)系方式

有意者請(qǐng)將簡(jiǎn)歷（包括研究成果列表）、cover letter和三名推薦人聯(lián)系方式發(fā)送到饒教授工作郵箱（syrao@binghamton.edu），近期將進(jìn)行初步篩查后進(jìn)行視頻面試

密歇根州立大學(xué)劉心悅課題組招聘博士后、博士生

學(xué)校簡(jiǎn)介

密歇根州立大學(xué)（Michigan State University, MSU），坐落于密歇根州東蘭辛市，是一所世界一流的公立研究型大學(xué)。密歇根州立大學(xué)是美國(guó)大學(xué)協(xié)會(huì)成員（AAU），十大聯(lián)盟成員（Big Ten），被譽(yù)為“公立常春藤”。密歇根州立大學(xué)擁有超過(guò)30位美國(guó)科學(xué)院、工程院、教育學(xué)院院士，2名諾貝爾獎(jiǎng)得主。密歇根州立2024 US News美國(guó)排名第60名，公立大學(xué)排名第28名，材料工程專業(yè)排名第48名。

導(dǎo)師簡(jiǎn)介

劉心悅于2023年8月加入MSU化工材料系擔(dān)任助理教授。2021年獲MIT機(jī)械工程博士學(xué)位，2022年至2023年于MIT從事博士后研究。她在水凝膠、活性材料等方向上的有一系列代表性和高影響力的工作，先后在Nature Chemical Biology、Nature Communications、PNAS、Advanced Materials、Materials Today等期刊發(fā)表學(xué)術(shù)論文，論文總引用次數(shù)超過(guò)3700。獲得過(guò)Forbes U30, Mechanical Engineering Rising Stars, MRS Graduate Student Awards 等獎(jiǎng)項(xiàng)。課題組介紹課題組未來(lái)將著眼于軟材料在能源和健康方面的應(yīng)用。課題組網(wǎng)站：https://xinyueliu.net/

招聘方向

包括但不限于高分子材料的合成或加工，生物材料和器件，軟物質(zhì)力學(xué)，機(jī)械工程等。近期的研究興趣和研究課題主要著眼于軟材料和力，光，細(xì)菌和其他物質(zhì)的相互作用。博士研究生申請(qǐng)者需要滿足學(xué)校的英語(yǔ)條件。歡迎感興趣的同學(xué)發(fā)送簡(jiǎn)歷和郵件至xyliu@msu.edu。