美科學(xué)家首次使用激光束控制心臟跳動(dòng)

　　美國科學(xué)家首次使用激光束控制了心臟的跳動(dòng)。這一發(fā)現為人類(lèi)探索心臟奧秘翻開(kāi)了新的一頁(yè)，也使光控心臟起搏器的問(wèn)世成為可能。

　　普通的心臟起搏器是通過(guò)微弱的脈沖電流刺激心肌細胞，進(jìn)而調整心跳的節律。早在1967年，電信號起搏器面市不久，科學(xué)家就發(fā)現光能夠提高心臟的跳動(dòng)頻率，但由于條件所限，人們還不懂得如何控制它。

　　直到2008年，日本的一個(gè)研究團隊才使用一種近紅外激光束，成功地控制了一團離體心肌細胞的搏動(dòng)。但到目前為止，還沒(méi)有人能夠控制整個(gè)心臟。

　　但有一個(gè)人還沒(méi)死心。Michael Jenkins是美國俄亥俄州克利夫蘭市凱斯西儲大學(xué)的一名生物醫學(xué)工程師，他閱讀了1967年的發(fā)現之后，決計將這項實(shí)驗繼續下去。他和他的同事使用激光束照射一些鵪鶉的離體活胚胎，這些胚胎只有2~3天大，其心臟體積只有2立方毫米，比一團心肌細胞大不了多少，是非常合適的實(shí)驗材料。

　　奇跡出現了。Jenkins發(fā)現，胚胎的心跳跟激光的脈沖頻率同步了起來(lái)。研究者嘗試調整脈沖頻率，先從每秒2~3次開(kāi)始，然后逐漸減慢，但結果依然如故，脈沖頻率變化的幅度甚至可達50%。Jenkins的研究團隊將這一結果發(fā)表在8月15日出版的《自然—光子學(xué)》雜志上。隨后，研究小組測試了不同能量的激光，來(lái)尋找最安全和最有效的那一束。結果表明，0.8焦耳/平方厘米的激光不會(huì )對心臟造成傷害;當能量提高到五倍時(shí)，受試的心肌細胞就被烤焦了。

　　Jenkins表示，雖然需要經(jīng)過(guò)長(cháng)期的觀(guān)察實(shí)驗，才能確定這些心肌細胞究竟是不是真的毫發(fā)無(wú)傷，但這次的結果毫無(wú)疑問(wèn)是意義重大的�！拔覀兿胫�道先天性心臟病是如何形成的，也想知道心臟搏動(dòng)頻率是怎樣一步步發(fā)生變化的�！盝enkins說(shuō)，“我們更想使用一種無(wú)創(chuàng )的手段來(lái)治療心臟疾病�！�

　　日本大阪大學(xué)的生物物理學(xué)家Nicholas Smith是使用激光控制心肌細胞的第一人，他表示Jenkins的研究是一項重大突破�！拔曳浅８吲d看到這一進(jìn)展，這是世界上首次用激光調控了整顆心臟。如果這項研究能夠深入下去，人們將會(huì )發(fā)現，激光能做的事情還有很多”。但要深入挖掘下去，卻不是那么簡(jiǎn)單的事情，有一些問(wèn)題還等待科學(xué)家來(lái)解答。首當其沖的就是激光究竟是如何刺激心臟工作的，盡管許多科學(xué)家猜測是因為激光影響了細胞的溫度，但這一機制還沒(méi)有得到證實(shí);第二，目前Jenkins還無(wú)法確定他的研究結果能不能應用于體積更大的成熟心臟。

　　Smith表示，如果上述問(wèn)題能夠得到解決，并且能確保心臟不會(huì )受到損傷的話(huà)，激光就很有可能應用于臨床治療，比如心臟手術(shù)或者起搏器的移植。