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大脑如何控制?光遗传学给大脑装光控开关

 星空之下523 2016-10-11

首先,我们需要通过遗传学的方法将光敏感通道蛋白表达在大脑的神经元里。

  其实在我们神经元家族中,有位兄弟可以看到光,而且可以将光信号转换成电信号,将信息传递到大脑。它就是眼睛里的光感受器细胞,在这位仁兄身体中有一种能够感光的蛋白质,叫做视紫红质(Rhodopsin)。正是因为这个可以感光的开关,感受器细胞就可以受光的控制。

  下面两幅图分别展示的是视网膜中的光感受器细胞及其特有的视紫红质。是不是很炫酷的样子!

光感受器细胞和视紫红质

  光感受器细胞和视紫红质

  而在大脑中的神经元们,并没有视紫红质,所以它们看不见光,也不会受到光的控制。几百年来,科学家们苦苦寻找控制神经元的方法,虽然他们可以通过电流刺激神经元,或者通过药物杀死神经元来控制它们的活动,但是那些方法都太恐怖了。

  直到有一天,一位年轻的美国小伙,将眼睛看东西的原理应用到了大脑中的神经元中。他将光敏感的蛋白安装到大脑的神经元,这就相当于给大脑中的神经元装上了眼睛。从此以后,大脑中的神经元就看到了更加美丽多彩的世界,脑科学家们也进入了另外一个研究的新时代。

  下图就是那位天才科学家,来自美国斯坦福大学的Karl Deisseroth教授。据说,他现在又在研究一项黑科技,目的是将大脑变透明,以方便科学家们更好地观察大脑。

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