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《天然》子刊:照亮大脑!光遗传学手艺迎来重

发布时间:2017-11-23 00:00

11 月 13 日的《自然神经科学》上,麻省理工学院和巴黎笛卡尔大学研究者公布了一项研究成果,他们通过结合新型光敏蛋白 soCoChR 与双光子计算机生成全息技术(CGH),成功提高了现有光遗传学技术的精确度,实现了对单个神经元的光敏操作,并将响应时间压缩至 1 毫秒内 [1]——这已经和真正的神经元活动相差无几。

光遗传学(optogenetic)是一门 2005 年才诞生的技术,当年斯坦福大学 Karl Deisseroth 实验室撰文登上《自然神经科学》[2],通过在神经细胞中表达光敏蛋白,响应不同波长的光刺激实现对神经功能的调控,宣布人类正式拥有了精准操控大脑的工具。

这是一项令人激动的技术。长久以来,我们对神经元之间作用的相互理解仅仅停留在相关性上,有了光遗传学,我们现在终于有能力探究特定的神经回路和大脑功能之间的因果关系。而且这项技术微创、精准,作为神经科学研究工具来说,无疑是个跨越式的进步。

复杂的神经元网络

2010 年,《自然方法》杂志将光遗传学列入年度技术 [3],同年《科学》杂志也在十年技术回顾中着重强调了这项进展 [4]。2015 年,《自然神经科学》为纪念光遗传学十周年特地撰文,直言“光遗传学打开了通往梦寐以求的实验的大门”[5]。有科学家预言,“光遗传学注定会获得诺贝尔奖”。

而这项最新研究,在原有的基础上改造了光敏蛋白,减少了对周围神经细胞的干扰,并利用最新的显微技术,使光刺激的范围更加精准、有效的光照时间更短,实现了与真实神经活动相似的刺激,将光遗传学技术带到了一个新的高度。

这意味着,我们将要能够随心所欲地操纵独立的神经元,探索它们彼此相互作用的机制。

这意味着,我们将要揭开人体最神秘器官——大脑的最后一层面纱。

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