透過將光敏離子通道或幫浦導入特定神經元，研究人員可以利用短暫的光脈衝來開啟或關閉這些細胞。這種被稱為光遺傳學的方法，結合了基因標靶和光學控制，徹底改變了神經迴路的研究。
通道視紫質在藍光照射下會使神經元去極化；而鹵視紫質及其相關幫浦則在黃光或綠光照射下會使神經元超極化。由於這些視蛋白可以在細胞類型特異性啟動子的調控下表達，因此可以毫秒精度控制特定細胞群，同時保持周圍細胞不受影響。光纖或微型LED陣列甚至可以將光傳遞到自由活動動物的深層組織。
光遺傳學已被用於識別特定行為所需的神經迴路，透過抑制神經迴路來檢驗其必要性，並探討神經編碼的時間要求。目前正在探索將其應用於失明和某些運動障礙等疾病的臨床治療。該技術的優勢在於其兼具細胞特異性和高時間分辨率。
現在，只需一道閃光就能揭示特定神經元群體的因果貢獻。
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