我们是否能够理解大脑中 8000 万个神经元之间发生的刺耳的交谈声?魏茨曼科学研究所神经生物学系的 Ofer Yizhar 博士和他的团队在这个方向上迈出了步，他们采用了一种新的研究方法，可以为科学家提供对大脑通讯重要部分的有针对性的控制。
Yizhar 从事相对较新的光遗传学领域的研究，其中科学家利用基因工程和细光纤中的激光来研究活体大脑。借助这些工具，科学家可以调节和控制大脑中神经回路的活动，从而开始解开大脑通信系统中的链路和节点网络。
伊扎尔对大脑不同区域的神经细胞之间的远距离通信特别感兴趣。“不同大脑系统之间的协调对于大脑的正常功能至关重要。如果我们能够理解大脑不同区域的细胞之间的通讯延长线——其中一些区域彼此相距甚远，”伊扎尔说”，“未来我们或许能够了解抑郁症、焦虑症和精神分裂症等疾病中大脑发生的变化。因为我们对这些疾病缺乏功能层面的了解，所以我们非常缺乏治疗他们的好方法。”
光遗传学涉及使用改良病毒将光敏蛋白基因插入神经元中。当光通过细光纤聚焦在这些神经元上时，这些神经元就会被激活。伊扎尔和他的团队建立了一种方法，使他们能够放大大脑网络的特定部分：连接整个大脑的“通讯电缆”。这些“电缆”是轴突——神经细胞的细长延伸，从细胞中心传送电脉冲。有些轴突相对较短，与附近的神经元相连，但另一些轴突可能很长，延伸到大脑的较远区域。
在这项发表在《自然神经科学》杂志上的新研究中，由博士生马蒂亚斯·马恩领导的研究小组表明，光遗传学技术可以用来暂时沉默这些长距离轴突，有效地导致两个遥远大脑之间的可逆“断开”节点。通过观察关键连接被禁用时会发生什么，研究人员能够开始了解轴突在大脑内部对话中的作用。由于精神和神经系统疾病通常被认为是由远程大脑连接变化引起的，因此这些研究可能有助于更好地了解大脑健康和疾病背后的机制。
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