通过将光敏离子通道或泵导入特定神经元,研究人员可以利用短暂的光脉冲来开启或关闭这些细胞。这种被称为光遗传学的方法,结合了基因靶向和光学控制,彻底改变了神经回路的研究。
通道视紫红质在蓝光照射下会使神经元去极化;而卤视紫红质及其相关泵则在黄光或绿光照射下会使神经元超极化。由于这些视蛋白可以在细胞类型特异性启动子的调控下表达,因此可以毫秒级精度控制特定细胞群,同时保持周围细胞不受影响。光纤或微型LED阵列甚至可以将光传递到自由活动动物的深层组织。
光遗传学已被用于识别特定行为所需的神经回路,通过抑制神经回路来检验其必要性,并探究神经编码的时间要求。目前正在探索将其应用于失明和某些运动障碍等疾病的临床治疗。该技术的优势在于其兼具细胞特异性和高时间分辨率。
现在,只需一道闪光就能揭示特定神经元群体的因果贡献。
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