光遗传学:终极精确的控制大法

更新于 2026年11月04日 版权声明
光遗传学:终极精确的控制大法

尽管遇到这么多困难,也许大BOSS还是不肯善罢甘休,也许丧心病狂的他非得开发一种可以精确识别神经元,并且在纳米尺度上控制神经元活动的黑科技不可!那么,笔者只好把脑洞再开大一点(思路再拓宽一点)。

图示

如果你看到有这种好像被点了天灯一样的老鼠,那基本上就是在做光遗传实验(葛超凡摄)

如果一定要非常精确地激活某一个神经元,那么现有的办法只有一种,那就是借助光遗传技术(optogenetics)。这种技术将一些光敏感蛋白表达在神经元的表面,因而当神经元受到光照的时候就会被激活。如果再将光敏感蛋白与特定的生物标记物偶联起来,就可以在特定的神经元上表达光敏感蛋白,由此实现精确的操控。

这个主意听上去相当诱人,让植入设备发出点光信号也应该不是什么难事。不过,采用光遗传技术有一个很大的美中不足,那就是它一般需要配合特定的转基因动物或者通过表达病毒才能使用。也就是说,要么在生物体还是受精卵或者胚胎的时候就得把准备工作做好,要么必须让大量的病毒侵染脑组织。即使真能给人人都埋置芯片,但要搞“全民基因大改造”也太不现实了吧!那么这个缺点能不能克服呢?笔者只能说,还有一个勉强算是可能的突破点,那就是病毒示踪技术。

这是啥子黑科技?我们知道有一些病毒,比如说之前提到过的狂犬病毒还有疱疹病毒什么的,它们比较不走寻常路,好端端的血管不走,非要在神经纤维里面走。这种特性就被科学家拿来利用了。他们对这些病毒进行了各种基因改造,让病毒可以按照科学家的心意,在神经元当中游走。同时也可以让这些病毒在经过的神经元中留下一些信息,比如说给神经元染个色、发个荧光什么的。如果把这些病毒利用起来,或许也可以在它们经过的神经元中留下那些光敏感蛋白,为之后的光遗传操作提供便利。不过,这种技术还有很多局限性,要想达到真正精确的控制,还是极为困难的。

总之,如果邪恶集团的研究团队能够靠一己之力完成人类脑图谱计划,并且将分辨率提高到单个突触级别,之后又可以设计出极为精巧的病毒,可以准确无误地抵达目标神经元并且按计划发挥功能,同时还可以神不知鬼不觉地给每个人植入电子装置,之后再大规模广播激活装置的指令信号……那么,呃,也许通过控制大脑征服世界的终极计划就能实现了吧……

但是依笔者想来,运用神经科学的手段还是应当“诸恶莫作,众善奉行”,而到目前为止,各种所谓“脑控”或者“精神控制”手段,还远远没有进入堪称实用的阶段。(https://www.daowen.com)

(审稿:李澄宇)

参考文献

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贝尔,康纳斯,王建军,等.2004.神经科学:探索脑.高等教育出版社.

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