神经元

这项技术从藻类身上的感光蛋白发现开始，被巧妙地运用于神经元细胞的控制，不仅已经被广泛地运用于神经科学等领域的基础科学探索，更为人造细菌、脑机接口、神经疾病治疗等应用打开了想象的空间。

消化道同样在射程之内：胃电刺激的固定模式无法复现复杂的胃肠节律，而光遗传对特定神经元类型的分别激活与抑制，被认为有望模拟生理性的消化信号。

乔凯说：“此前制造后脑神经元的尝试，很可能是想诱使前脑与中脑的祖细胞变成后脑细胞。

而几十年来，就是没有人能在实验室里生成人后脑神经元，累及后脑的疾病也因此缺少研究模型。

为了将电压成像拓展到整个大脑，研究人员改造了一种光片显微镜，并利用基因编码电压指示器监测神经元活动。

目前，钙成像是研究神经元活动的常用方法，但钙信号变化较慢，通常只能在秒甚至分钟尺度上观察，难以捕捉快速的神经电脉冲。

研究人员利用这一技术，追踪到了紫外光刺激后斑马鱼全脑范围内神经元活动的变化。

电极记录神经元产生的电信号，算法从中识别运动意图，再把结果转换成光标移动、机械臂控制或者文字输出。

以ChR2为例，蓝光照射后，蛋白形成的离子通道打开，带正电的离子流入细胞，改变膜电位，并可以进一步触发神经元产生动作电位。

而另一波长光照射，神经元被抑制。

换一种光敏蛋白，又可以反过来抑制神经元。

沿着皮层层级从感觉区域走向认知区域，神经元的多样性逐渐升高，聚类结构越来越少。

这项技术从藻类身上的感光蛋白发现开始，被巧妙地运用于神经元细胞的控制，不仅已经被广泛地运用于神经科学等领域的基础科学探索，更为人造细菌、脑机接口、神经疾病治疗等应用打开了想象的空间。