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斯坦福大學(xué)的研究人員利用改進(jìn)的光遺傳學(xué)技術(shù)，在無需自然感官輸入的情況下，在活小鼠腦內(nèi)控制甚至創(chuàng)造身臨其境的視覺體驗。這一研究不僅擴大了我們對哺乳動物大腦如何產(chǎn)生和呈現(xiàn)外部世界感知的理解，而且為患有幻覺或妄想等精神疾病癥狀的患者指出了一條潛在的治療方法。

文章發(fā)表在《Science》雜志，題目為“Cortical layer–specific critical dynamics triggering perception”。

哺乳動物感知周圍環(huán)境的體驗可能源于新皮層的感覺驅(qū)動神經(jīng)元活動。然而，這些神經(jīng)元的活動模式與它們對感知和行為的影響之間的關(guān)系還不明確。

光遺傳學(xué)對研究感知和行為有著得天獨厚的優(yōu)勢，但由于技術(shù)上的限制，實現(xiàn)這些目標(biāo)還有不小的挑戰(zhàn)。文章一作James Marshel和同事們開發(fā)了一種新型光遺傳學(xué)技術(shù)，能夠單獨觀察和控制小鼠新皮層上數(shù)百個神經(jīng)元。

在挖掘了600多種微生物的基因組后，Marshel等人找到了一種具有特殊光遺傳學(xué)特性的新光敏感通道蛋白（channelrhodopsin，ChRmine）。結(jié)合改良的全息光刺激技術(shù)，研究人員可以深入探查，甚至激發(fā)活小鼠視覺皮層的活動。

據(jù)報道，這種光遺傳學(xué)刺激再現(xiàn)了小鼠受到自然視覺刺激后所激活的特定神經(jīng)元集合的活動，表明這種方法能成功地誘發(fā)小鼠的感知，并引導(dǎo)動物行為。更重要的是，新光遺傳學(xué)方法能夠檢測跨大范圍皮層的活動，可以為揭示皮層各層之間神經(jīng)元活動的動力學(xué)以及支持哺乳動物行為的神經(jīng)生物學(xué)提供新見解。