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　　而自从伽利略时代起，想研究，“先控制”就成了科学探索的圭臬，只有能够控制实验现象中的各个变量，才能看穿纷繁复杂的表面现象背后抽象的理论。神经科学也不例外，想要研究大脑这样一个由数百亿神经细胞组成的超级复杂的神经网络，科学家迫切需要一种能精确地选择性刺激某一区域内某一种神经细胞的独特技术。

　　首先是“光”的部分，科学家从各种生物中筛选分离出一批对光敏感的独特蛋白——视蛋白，然后找到编码这些蛋白的基因片段。所谓视蛋白，就是一个附着于细胞膜上的光敏离子通道，在受光刺激后打开并向细胞内运送特定的某种离子，从而对细胞的电活动加以控制。视蛋白家族广泛分布于各种生物体内，并不神秘，我们眼睛的视网膜上就有长满了视紫红质（一种视蛋白）的视锥细胞和视杆细胞，正是它们将光线转化为电信号送到大脑，最终让我们在大脑视皮层里形成五彩缤纷的视觉（见下图）。

　　而如何让这些神奇的视蛋白进入到脑子里呢？那就有请“遗传”的部分登场了。通过基因工程，科学家构建出了携带有特定种类视蛋白基因的病毒载体，用它们感染培育好的实验动物，再通过各种操作将视蛋白特异性表达在某一类神经细胞上。从此，一类新的转基因实验动物诞生了，它们脑内将有且仅有这一类神经细胞对光敏感。

　　这项技术一经推出就成了神经科学界的“香饽饽”立刻被，各个实验室广泛用于各种脑科学研究。美国斯坦福大学的研究人员在实验动物大脑额叶表达视蛋白后进行的研究最终定位了一批对行为发起极为重要的神经元，为探索决策机制和治疗抑郁症作出了重大贡献。圣迭戈医学院的研究者则利用光遗传刺激人为诱发了实验动物神经细胞的长时程增强（LTP）和长时程抑制（LTD）并以此控制了记忆形成的过程，推动了记忆，形成的研九游官网究。日本的诺奖得主利根川进也跳出原有的免疫学研究领域，转而投入了通过光遗传学对神经系统的研究。他通过光遗传学技术成功使实验鼠对记忆和情绪的关联发生异常，为探索情绪和记忆之间的关系作出了突出贡献。而我国学者

　　也紧跟科学技术浪潮，利用光遗传技术对嗅觉、行为动机以及帕金森病等神经系统疾病展开了大量研究，走在世界前列。但还是有一个阴云笼罩在这个新兴技术头上，就是它的“遗传”部分。光遗传学虽然看着又准又快，但前期的基因工程非常复杂，构建载体病毒和培育实验动物品系都是让人头大的事情。因此光遗传学的应用只能被迫局限于某些特定品系的实验鼠中，恒河猴、人类等灵长类动物因为繁育周期长、受精卵难以基九游官网因操作、实验品系无法构建以及伦理道德等原因而无法开展光遗传学研究，这几乎等于堵死了光遗传学在高级神经活动领域的实验前景。

　　他们另辟蹊径，利用神经细胞在局部温度上升后会兴奋的特点，想出了用纳米金属颗粒贴附神经细胞，然后光照加热金属颗粒从而刺激特定神经细胞的思路，将直径20纳米的金颗粒与从蝎毒中提取的Ts1分子结合，通过后者将金颗粒牢牢结合到神经细胞表面上。之后就是激光一亮，细胞就兴奋的结果了。而Ts1金颗粒和各种抗体结合后还能选择性结合不同的神经元，完美实现原有光遗传学的效果，并且摆脱了基因改造的限制。

　　神经科学迫切需要从单纯的观察积累进入到控制研究阶段，如同物理学上伽利略通过控制实验变量来总结物理规律一样。光遗传学已经迈出了精彩的一大步，但基因工程的限制让它无法应用于人类、恒河猴等灵长类动物，止步于高级神经活动的门前。现在，纳米金颗粒技术却带给了我们一个新希望，让科学研究者在未来（很可能就是今年下半年起）可对更加多样的物种进行光刺激研究，进一步揭示大脑的未知信息，为了解大脑、控制大脑开辟崭新的道路。这将是一个重大的技术发现，是大脑探索征程的里程碑，也是通往“攻壳机动队”式意识数据化未来的重要前置技术。