人体的每一个动作——，从举臂到跳动的心脏——，都在一定程度上受到大脑信号的调节。直到最近，科学家们还经常在事后跟踪了解大脑和身体之间的交流，有点像听语音邮件而不是打电话。
但是东北大学的研究人员开发了一种新的纳米传感器，使科学家能够实时成像大脑和身体之间的通信。他们现在可以监听电话了。
美国东北大学生物工程和化学教授希瑟克拉克(Heather Clark)、生物学副教授詹姆斯莫纳汉(James Monaghan)、东北大学的同事和旧金山加州大学的研究人员开发了一种基于DNA的纳米传感器，这种传感器可以检测特定的神经递质乙酰胆碱，因为它是由活动物的靶细胞释放和吸收的。他们在本月《美国国家科学院院刊》发表了他们的发现。
莫纳汉说：“为了理解大脑和身体之间的关系，知道神经何时交流是非常重要的。例如，当它们发送信号告诉心率增加或减少时。”
出了问题，理解这种沟通尤为重要。帕金森氏病等疾病是神经细胞退化和大脑与身体沟通中断的结果。
被称为生物电子学的新兴医学领域寻求使用高度特异性的神经刺激来治疗神经系统疾病。为了准确定位神经，科学家需要知道它们在生物体中的实时反应。克拉克和莫纳汉的纳米传感器代表了这一方向的一步。
“如果你打算使用神经刺激作为药物，你需要阅读你提供了多少刺激，”莫纳汉说。“克拉克博士在传感器开发领域的化学和创新将提供神经递质乙酰胆碱的读数。”
这种纳米传感器由一种荧光成分组成，在乙酰胆碱存在的情况下可以发光，并且可以在活体小鼠中实时看到。这有点像是接电话的时候看到某人手机亮了，但是在分子层面上。
现有的工具，如微电极和微透析，使科学家能够检测中枢神经系统中的乙酰胆碱，但它们不能满足周围神经系统(除了大脑和脊髓之外的一切)的要求。
克拉克、莫纳汉和他们的同事在实验中使用东北大学的强大显微镜观察激活神经递质时荧光标记的发光情况。
然而，这种纳米传感器的开发只是开始，研究人员希望在未来制造出更鲁棒的传感器。
克拉克和莫纳汉还预测，他们用来开发这种纳米传感器的复杂成像工具将被中国东北和其他地区的其他科学家使用。他们领导着生命系统化学成像研究所，这是该大学的一个新组织，研究人员可以在跨学科的科学和工程综合体中使用五种最先进的显微镜。
“这是一个工具，一组研究人员可以用来回答关于体内生化信号的基本问题，”克拉克说。“作为一名科学家，我喜欢开发新工具和推广
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