光控脑功能的四个步骤

更新于 2026年11月04日 版权声明
光控脑功能的四个步骤

图示

在小鼠脑内表达光敏感通道蛋白(张赫、孙新尧绘制)

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在小鼠特定脑区插入光纤
(张赫、孙新尧绘制)

一般来说,用光遗传学方法控制小鼠包括了四个步骤。

首先,需要通过遗传学的方法,把光敏感通道蛋白表达在大脑的神经元上。我们可以利用已经表达有光遗传通道蛋白的转基因小鼠,当然也可以通过病毒注射的方法,使这种蛋白质在神经元上得到表达。

然后,需要把蓝光光纤插入小鼠的特定脑区。大脑的不同脑区负责不同的功能,例如后脑勺的枕叶主要负责视觉,耳朵附近的颞叶主要负责听觉。所以,我们用蓝光激活不同脑区的神经元,就会开启大脑不同的功能。(https://www.daowen.com)

接下去,打开蓝光,神经元上的光敏感通道就被打开,阳离子随之涌入神经元,神经元因此而兴奋,其所负责的功能就会开启。光遗传学技术的一个优势就是,能够让光敏感通道蛋白只表达在特定种类的神经元上,使得科研人员能够进行有针对性的操控。

最后,观察小鼠在给光及不给光条件下行为的变化,就能知道小鼠如何被研究者控制了。例如,可以激活负责进食的神经元,这样小鼠就会不停地进食。也就是说,研究者可以通过给光或是不给光,改变小鼠的脑活动,进而轻松控制小鼠的进食行为。

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打开蓝光激活特定神经元

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观察光刺激条件下小鼠的行为

✍AI写作