一种将光遗传学(利用光来控制大脑活动)与最新无线技术相结合的微型设备为植入式设备提供无线电源，这是第一种在内部完全传输光遗传学的方法。该设备大大扩展了光遗传学可以进行的研究范围，包括涉及小鼠在封闭空间或与其他动物自由互动的实验。这部作品发表于《自然方法》年8月17日。
斯坦福大学电子工程助理教授阿达潘(Ada Poon)说：“这是一种为光遗传学提供无线电源的新方法。”"它小得多，在实验过程中老鼠可以四处活动."
该设备可以在实验室中组装和重新配置，用于不同的目的，电源的设计是公开的。潘恩说：“我认为其他实验室将能够调整它们以适应它们的工作。”
缩小规模
传统上，光遗传学要求在鼠标头部连接一根光缆来传输光线和控制神经。有了这种限制性的头饰，老鼠可以在开放的笼子里活动，但不能像无障碍老鼠一样在封闭的空间里导航，也不能像无障碍老鼠一样钻到一堆熟睡的笼子里。同样，在进行实验之前，科学家必须处理鼠标以连接电缆，对鼠标施加压力，并可能改变实验结果。
这些限制限制了通过光遗传学可以学到的东西。人们成功地研究了一系列科学问题，包括如何缓解帕金森病的震颤、神经元传递疼痛的功能以及中风的可能治疗方法。然而，当老鼠被束缚时，解决抑郁或焦虑等社会问题或涉及迷宫和其他类型复杂运动的问题就更具挑战性。
潘因创造微型和植入式无线供电设备而闻名。虽然光遗传学迫切需要这个功能，但是Poon直到参加了一个由神经科学和工程学老师组成的神经工程研讨会才知道。
那一次，潘恩遇到了洛根格罗森尼克，他是卡尔戴瑟洛斯的实验室研究生，卡尔戴瑟洛斯是斯坦福大学生物工程、精神病学和行为科学教授，发明了光遗传学。但是格罗森尼克没有时间领导合作。
通过后续的对话，潘终于见到了研究生凯特蒙哥马利，她在生物工程与机械工程教授斯科特德尔普的实验室工作，并与戴瑟洛斯合作。“显然，这可以为神经科学提供有力的工具。我们只需要证明它会起作用，”德尔普说。
“从那以后，我们的实验室建立了持久的科学联系，”蒙哥马利说，她通过斯坦福生物x获得了跨学科的研究金。她和亚历山大叶，一名在潘实验室工作的研究生，是这篇研究论文的第一作者。
在锡纸帽设计的新浪潮席卷互联网之前，必须澄清的是，光遗传学只在蛋白质的神经上起作用，蛋白质已经被精心准备好包括对光的反应。在实验室中，科学家要么选择在特定的神经组中含有这些蛋白质的小鼠，要么小心翼翼地将携带蛋白质DNA的病毒注射到牙线大小的神经中。无论通过光缆还是无线设备，对不准备发光的神经元都没有影响。
使起电
潘恩说，开发这样的微型设备来传输光是一个容易的部分。她和她的同事开发了这个，并在研讨会后的几个月内付诸实施。很难想出如何在大面积上给电源供电而不影响其效率。
在行为实验中，老鼠四处移动，研究人员需要一种跟踪移动的方法来提供局部力量。潘恩知道，其他实验室正在使用固定在头骨上的重型设备和与传感器配对的复杂线圈阵列来定位鼠标，并提供本地电源来解决同样的问题。
潘恩说：“我们懒。”“听起来工作量很大。”
所以，她反而有了一个所谓的疯狂想法，就是利用老鼠自身的身体来传输射频能量，这是在老鼠体内产生共振的正确波长。也许很疯狂，但是很管用。她在8月4日的《物理评论应用》(物理评论应用)上公布了结果。现在是新加坡国立大学助理教授的研究生何约翰和研究助理田边佑司在她的实验室里。
潘恩有这个想法，但一开始他不知道如何建造一个小房间来放大和储存射频能量。她咨询了田边的父亲，他曾在斯坦福大学SLAC研究中心工作，对加工这样一个空腔一无所知，然后去进行初步组装和测试。
田边的父亲称他们最后一个房间为“幼儿园项目”，但这很有效。然而，在其初始状态下，开放的腔室将向各个方向辐射能量。取而代之的是，腔室的顶部覆盖有网格，网格上的孔小于其中所含能量的波长。这实际上是将能量截留在腔室中。
关键是格子上有一些回旋的空间。所以，如果有一只老鼠般的爪子，它就会接触到所有储存能量的边界。还记得波长是老鼠共振的准确波长吗？鼠标本
质上成为导管，将腔室中的能量释放到其体内，并通过设备中的2毫米线圈将其捕获。无论鼠标移动到哪里，它的身体都会与能量接触，将能量吸入并为设备供电。在其他地方，能量保持整齐。这样，鼠标便成为其自己的用于供电的定位设备。
这种新颖的传递能量的方式使团队能够制造出如此小的设备。在这种情况下，尺寸至关重要。该设备是无线光遗传学的首次尝试，该技术足够小，可以植入皮肤下，甚至可以触发肌肉或某些器官的信号，而此前，光遗传学是无法获得的。
研究小组说，该设备和新颖的动力机制为一系列新的实验打开了大门，以更好地理解和治疗精神健康障碍，运动障碍和内脏疾病。他们获得了Stanford Bio-X资助，以探索并可能开发治疗慢性疼痛的新疗法。
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