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  近日，美國密歇根州立大學劉心悅實驗室和紐約州立大學賓漢姆頓分校饒思圓實驗室在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optogenetics是指借助遺傳學手段，將對光有響應的通道蛋白表達在特定細胞群中，僅僅用光線就能夠激活或抑制神經(jīng)元。這項技術讓研究者們對大腦的運作擁有了前所未有的認知和控制。然而除了大腦之外，光遺傳學在外周神經(jīng)的應用卻充滿了挑戰(zhàn)。

  作者研發(fā)了一種柔軟、可反復拉伸的水凝膠光纖。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傳輸?shù)?/span>運動情況復雜的外周神經(jīng)，同時并不影響實驗動物持續(xù)的正常運動。在實驗動物正常自然行為學的狀態(tài)下， 作者通過光遺傳學實現(xiàn)了對外周神經(jīng)刺激和抑制。

  光遺傳學很難運用在外周神經(jīng)上。一方面，外周神經(jīng)的結構和回路更加復雜多樣；另一方面，在動物正�；顒又�，外周神經(jīng)會隨著身體有反復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光設備可能在反復的位移和變形過程中，對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)設備可能會阻礙身體的正�；顒雍妥匀恍袨椤�

圖四. 通過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動過程中向外周神經(jīng)傳導光的一種可能。在未來，作者還在探索其他的材料設計和功能。比如，將這種水凝膠光纖和電生理學的柔性電極結合，實現(xiàn)光學控制和電學測量。另外，這種光纖不僅可以將光傳送到特定神經(jīng)進行光遺傳學刺激，還可以通過使用離子和神經(jīng)遞質(zhì)的熒光指示劑從神經(jīng)中提取光進行光學記錄。這種水凝膠光纖和光遺傳學聯(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用，比如治療感覺障礙，慢性疼痛和中風后運動恢復等。

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

紐約州立大學饒思圓課題組招聘博士生、博士后

課題組簡介

饒思圓，現(xiàn)為生物醫(yī)學系助理教授，饒教授2015年獲得北京航空航天大學材料物理與化學博士學位，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)科學領域工具的開發(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、材料學、生物工程、電子工程、神經(jīng)科學、基因工程或相關學科的碩士/理學學士學位背景（博士生）和上述學科科研背景的博士學位或即將博士畢業(yè)的應屆畢業(yè)生（博士后）。電生理（patch-clamp）和神經(jīng)科學經(jīng)驗為加分項。

2. 具有高質(zhì)量的研究成果（博士后）或?qū)嶒炇已芯拷?jīng)歷（博士生）

3. 良好的獨立工作能力和科研鉆研精神

3. 良好的溝通和書寫表達能力

聯(lián)系方式

有意者請將簡歷（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），近期將進行初步篩查后進行視頻面試

密歇根州立大學劉心悅課題組招聘博士后、博士生

學校簡介

密歇根州立大學（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。密歇根州立大學是美國大學協(xié)會成員（AAU），十大聯(lián)盟成員（Big Ten），被譽為“公立常春藤”。密歇根州立大學擁有超過30位美國科學院、工程院、教育學院院士，2名諾貝爾獎得主。密歇根州立2024 US News美國排名第60名，公立大學排名第28名，材料工程專業(yè)排名第48名。

導師簡介

劉心悅于2023年8月加入MSU化工材料系擔任助理教授。2021年獲MIT機械工程博士學位，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)表學術論文，論文總引用次數(shù)超過3700。獲得過Forbes U30, Mechanical Engineering Rising Stars, MRS Graduate Student Awards 等獎項。課題組介紹課題組未來將著眼于軟材料在能源和健康方面的應用。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，機械工程等。近期的研究興趣和研究課題主要著眼于軟材料和力，光，細菌和其他物質(zhì)的相互作用。博士研究生申請者需要滿足學校的英語條件。歡迎感興趣的同學發(fā)送簡歷和郵件至xyliu@msu.edu。