可高度精確地控制神經元

到目前為止，要刺激特定的神經元，通常只能依靠電脈沖這種不精確和難以控制的技術。而光遺傳學技術則可讓研究人員使用一種新的光控方法高度精確地對神經元進行刺激，同時還能按照意愿控制神經元的開合。

在這項實驗中，研究人員先將這些小鼠神經元改造得對光非常敏感，然后通過植入的光纖，用藍色光照亮位于大腦杏仁核區(qū)域的一個特定神經回路。杏仁核是大腦中應對恐懼、侵略等基本情緒的核心部位，也是嚙齒類動物控制焦慮的部分。結果顯示，這些本來因恐懼而退縮到角落的小鼠開始勇敢地探索周圍的環(huán)境。

實驗原理很簡單：首先，生物學家要確定一個“視蛋白”，這是一種存在于綠藻等感光生物體體內、可讓它們探測到光的蛋白。接下來，分離出視蛋白的基因，然后利用經過轉基因處理后的無害病毒作為載體，將基因插入到大腦神經元中，視蛋白的DNA（脫氧核糖核酸）會成為大腦神經元的遺傳物質的一部分。最后，研究人員精巧地讓細薄的光纖穿過層層神經組織，將光送到正確的位點。當這些表達視蛋白的轉基因神經元暴露在光照射中時，就能夠傳導電流（也就是大腦的語言）。有些視蛋白，比如響應藍色光的光敏蛋白可以激活神經元，而響應黃色光的鹽細菌視紫紅質等其他視蛋白則會抑制神經元，如此一來，神經元的開合就可以人為加以控制了。

在后續(xù)實驗中，研究人員將光束照射的范圍擴大了一些，激活了小鼠大腦杏仁核區(qū)域中更多的神經回路。結果發(fā)現，之前實驗讓小鼠變得勇敢的效果消失了，小鼠仍然處于膽小、精神緊張的狀態(tài)。這意味著，激活多個神經回路并沒有對動物的行為產生影響，這凸顯出瞄準大腦中單個回路的重要性，而目前缺乏針對性并且常常會產生副作用的藥物治療也可能在某種程度上彼此相克。