將激光對準(zhǔn)老鼠的大腦可以使它們“看到”實(shí)際上并不存在的線條。該結(jié)果在《科學(xué)》雜志上進(jìn)行了描述，代表科學(xué)家們首次通過實(shí)驗(yàn)室的手段創(chuàng)造出一種特殊的視覺感知。
紐約市Weill Cornell Medicine的神經(jīng)科學(xué)家和精神病醫(yī)生Conor Liston說，這項(xiàng)工作“技術(shù)上令人贊嘆”。“我認(rèn)為該領(lǐng)域的每個神經(jīng)科學(xué)家都會對此感興趣。”監(jiān)視和控制神經(jīng)細(xì)胞或神經(jīng)元的精確集合的能力可以幫助解決一些重大問題，包括某些神經(jīng)元群體如何創(chuàng)造經(jīng)驗(yàn)。
該實(shí)驗(yàn)使用了光遺傳學(xué)技術(shù)，其中激光可以激活大腦中的神經(jīng)元(SN：1/30/10，第18頁)。對神經(jīng)元進(jìn)行了基因調(diào)整，使其攜帶一種蛋白質(zhì)，該蛋白質(zhì)可促使它們響應(yīng)光線而發(fā)送信號。
神經(jīng)遺傳學(xué)家，精神病學(xué)家卡爾·戴瑟洛斯(Karl Deisseroth)說，當(dāng)光遺傳學(xué)大約在15年前首次問世時，每個人都希望達(dá)到對知覺及其后繼行為的精確控制。斯坦福大學(xué)霍華德·休斯醫(yī)學(xué)研究所的研究員迪瑟羅斯說：“達(dá)到這一點(diǎn)令人興奮。”
Deisseroth和他的同事首先監(jiān)視了觀察水平或垂直線的小鼠大腦中的神經(jīng)元。每只鼠標(biāo)都經(jīng)過訓(xùn)練，當(dāng)其看到訓(xùn)練在其上的線條的方向時，可以舔食它前面的水龍頭上的水。
然后，研究人員著手人工喚起線條的相同視覺。最初，小鼠顯示出非常模糊的實(shí)線。當(dāng)線條變得微弱到老鼠掙扎時，光遺傳學(xué)刺激改善了它們的性能。然后，研究人員在完全沒有任何視覺輸入的情況下，在完全黑暗的環(huán)境中對小鼠進(jìn)行了測試，結(jié)果發(fā)現(xiàn)僅通過激光就可以產(chǎn)生對線條的感知。刺激對真實(shí)視力作出反應(yīng)的約20個神經(jīng)元，導(dǎo)致小鼠正確“看到”正確的視力，并因此舔食。
積極成果的進(jìn)展創(chuàng)造了“漸漸建立的漸進(jìn)式的漸進(jìn)式發(fā)展過程，'哦，我的天哪，這實(shí)際上正在奏效!'” Deisseroth說。
這些人工刺激的神經(jīng)元以其他方式觸發(fā)了其他神經(jīng)元的級聯(lián)發(fā)射，這暗示著大腦的視覺部分會像通常對真實(shí)視力一樣做出反應(yīng)。
Deisseroth說，一些關(guān)鍵的進(jìn)展導(dǎo)致了該實(shí)驗(yàn)的成功：受液晶精心控制的精確激光器，以及發(fā)現(xiàn)一種稱為ChRmine的新型光響應(yīng)蛋白。甚至昏暗的光線也可以激活這種蛋白質(zhì)，這是一個有用的特性，因?yàn)檫^多的光線會損害大腦。
Deisseroth說，類似的方法可以讓科學(xué)家創(chuàng)造其他種類的感知，例如氣味，觸感和味道。該方法還可以讓研究人員控制與更復(fù)雜的大腦任務(wù)有關(guān)的神經(jīng)元集合。Liston說：“例如，您可以輕松想象使用類似的工具來學(xué)習(xí)記憶”。
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