光学起搏器：让心跳影响情绪成为可能

眼看着考试时间马上结束，试卷却还没做完，瞬间头顶冒汗、心跳加速……

坐在过山车上俯冲而下的刹那，也会心跳加速甚至失声尖叫……

这些都说明情绪状态会影响人身体功能。

之前科学家在实验研究中已经揭示了许多将信号从大脑传递到心脏的途径，其中就包括焦虑和恐惧会令心跳加快。

但是，这一关系反过来是否成立？也就是说，心率是否会引发焦虑或恐惧反应？

这个问题因为缺少直接实验证据，在科学界已经争论了长达一个世纪。其主要难点之一，就是研究人员缺乏一个控制心率的适当工具，它要既能精确控制心率又不会引发副作用或引入干扰因素。

最近，这个百年争议终于得到了解决。

美国斯坦福大学卡尔·德赛罗斯（Karl Deisseroth）教授团队在《Nature》期刊发表了题为《Cardiogenic control of affective behavioural state》的研究论文。该研究发现心率升高与小鼠焦虑样行为的增加相关。研究结果表明来自身体的信号可能通过何种方式影响与焦虑、恐惧等情绪相关的情感行为。

在这项最新研究中，卡尔·德赛罗斯教授团队开发出了能控制心率的新工具：非侵入性的光学起搏器。

说到心脏起搏器，传统意义上的起搏器其实是一种电子治疗仪器。它通过电脉冲来刺激心肌，使心脏舒张和收缩，进而治疗由于心律失常导致的疾病。但电刺激有一定的局限性，还容易误伤器官。

于是，科学家就想到了利用光来代替电。

 光学起搏器控制心率的基本原理是通过病毒载体向动物体内递送一个表达光敏感通道蛋白ChRmine的基因。由于其对光灵敏度非常高，可以识别穿透力很强的红光，因此小鼠心脏的肌肉细胞开始变得对光敏感。

当小鼠装备上这种光学起搏器，并穿上订制的小背心，就可以用装在小背心上的红色小灯控制它的心率，以观察小鼠在心跳加快或者放慢时心脏对大脑的影响。

实验中，小鼠在受到光照刺激后，其心率从660次/分钟提高到900次/分钟。心率的升高，增强了小鼠的焦虑行为和对环境的恐惧，但这种现象仅出现在有潜在风险的环境中。

为了研究这种效应的潜在机制，研究人员进一步扫描了小鼠大脑的活动变化。他们发现，小鼠的后岛叶皮层（posterior insular cortex），也就是大脑中负责接收和处理身体信号的一个区域，或许参与了心率升高诱发的焦虑样和恐惧行为。

有趣的是，他们还发现，对小鼠注射胰岛素后，小鼠的后岛叶皮层脑区活动被抑制，能有效减少由光诱导的心率升高引发的焦虑行为。

这就意味着他们不仅在小鼠身上找到了心率升高能引发焦虑的证据，还找到了抑制这种焦虑的办法，这或许可以为焦虑症的研究提供新的思路。

根据卡尔·德赛罗斯教授的实验，人们得出一个结论，那就是可以根据心跳速度来控制人的情绪。

虽然这项成果暂时只能应用于研究动物几分钟内的行为，但德赛罗斯等人认为，光学起搏器一类的微型无线设备在未来可能会帮助到许多相关的研究。通过控制心跳来影响大脑，进而影响情绪，进而扩展到其他人体器官或者组织，接下来的研究课题便会沿着这个方向展开。

或许有一天，我们就能通过调节心率来解决焦虑情绪。