想象一下，如果您最大的健康問題可以透過撥動開關來解決。深腦刺激（DBS）為一系列神經系統疾病（包括帕金森病、癲癇和重度抑鬱症）提供瞭如此顯著的恢復。然而，植入大腦的金屬電極過於笨重，無法精確地進入複雜的神經迴路，並且在與組織接觸時會腐蝕，因此它們的效能會隨著時間推移而降低。現在，神經生理學家已經開發出一種DBS方法，透過使用微型磁鐵刺激神經元來避免這些問題。
在2012年6月發表於《自然通訊》雜誌的實驗中，克利夫蘭診所的神經生理學家約翰·T·蓋爾和他的同事喬治·邦馬薩爾（一位哈佛醫學院的物理學家和腦成像專家）測試了微型磁鐵（直徑為半毫米）是否可以誘導兔視網膜的神經元放電。他們發現，當他們給放置在神經元旁邊的微型磁鐵通電時，神經元放電了。
與DBS誘導的電刺激在所有方向上激發神經元相反，磁場遵循從極到極的有序路徑，就像環繞地球的磁場一樣。研究人員發現，透過適當地調整磁線圈的方向，他們可以將刺激精確地引導到單個神經元，甚至神經元的特定區域。“這可能有助於我們避免在DBS中看到的副作用，”蓋爾說，例如，當DBS用於緩解帕金森病患者的運動問題時，有時會意外觸發強烈的負面情緒。
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微型磁鐵還解決了與金屬電極相關的其他問題。磁場很容易穿透磁鐵的塑膠塗層，這可以防止腐蝕以及隨之而來的腦組織炎症。“我已經做了14年的DBS研究，這對我來說是一種完全不同的啟用大腦的方式，這非常令人興奮，”蓋爾說。
雖然這項研究的重點是刺激神經元，但微型磁鐵也可以用於啟用其他可興奮組織，例如心臟、內耳或四肢肌肉，作為起搏器或假肢裝置的一部分。在人類中，微型磁鐵將透過外部控制包開啟和關閉，可以透過無線方式或連線到植入皮下的電線。一家醫療公司已獲得微型磁鐵的製造權，如果動物研究繼續表明它們是安全有效的，那麼根據蓋爾的說法，這些裝置可能會在五年內進行人體試驗。