科学家建立大脑“开关”利用光脉冲有效关闭神经活动

　　

2005年，斯坦福科学家Karl Deisseroth 发现如何用他称为‘光遗传学’技术的光转换个体大脑细胞的开和关。从此以后，世界各地的研究小组使用这一技术来研究大脑细胞、心脏细胞、干细胞以及电信号的其他调节。
然而，光敏感蛋白在打开细胞上是有效的，但证明在关闭时很少有效。现在，经过近十年的研究，科学家已经能够关闭神经元就像激活它们一样。
Deisseroth先生的团队现在重新设计它的光学敏感蛋白能够比之前更充分的开关细胞。资助这项研究的国立精神卫生研究所主管Thomas Insel说，这项研究改善“关闭”开关将有助于研究员更好地了解关于行为、思想和情感的脑回路。

左上方为视蛋白，红色表示负电荷穿过视蛋白推动阳性(刺激性的)离子通过通道流入神经元。在新设计的通道(右下)中，那些负电荷已改为阳性(蓝色)，允许负电荷的抑制氯离子流过。
“这是我们与其他同领域研究人员寻找了很长时间的，”本文的资深作者，生物工程学教授，精神病学与行为科学教授Deisseroth先生说。“我们激活关于这种增加光抑制敏感性，因为我们认为它将在有大容量大脑的生物体如小鼠和灵长类中增强工作。”
新技术依赖于个体发育蛋白中10个氨基酸的改变。“它创造了一种强大的工具，允许神经学家应用一种制动器在任何特殊回路中并以毫秒的精密度，超越了任何现有技术的能力。”
这种技术能够帮助科学家开发对一些脑疾病病人的治疗，因为它可能允许大脑的问题部分用光关闭并以最小侵入方式处理。