科学家用光远程控制老鼠的社会行为

一项新的研究表明，在小鼠耳机和背包的帮助下，科学家们正在使用光来打开和关闭啮齿动物大脑中的神经细胞，以探测动物的社会行为。

5月10日，研究人员在《自然神经科学》(NatureNeuroscience)在线版上报告说，这些远程控制实验揭示了社会互动背后的神经回路的新见解，支持了之前表明同步的思维更加合作的工作。

新设备依赖于光遗传学，这是一种研究人员使用光脉冲来激活或抑制大脑神经细胞或神经元的技术，通常使用定制病毒对细胞进行基因改造，使其对光照做出反应(SN:1/15/10).科学家们使用光遗传学来探测小鼠和其他实验动物的神经回路，以深入了解它们如何在人类身上发挥作用(SN:10/22/19)。

光遗传学设备通常通过光纤电缆为神经元提供光，但这种束缚会干扰自然行为和社会互动。虽然科学家们最近开发了可植入无线光遗传学设备，但这些设备依赖于相对简单的遥控器或有限的预编程指令集。

这些用于小鼠和大鼠的新型完全植入式光遗传学阵列可以实现更复杂的研究。具体来说，研究人员可以在实验过程中调整每个设备的程序，“这样你就可以以更复杂的方式瞄准动物的行为，”诺伊州埃文斯顿西北大学的神经生物学家GeniaKozorovitskiy说。

这些头戴式和背部安装的设备无需电池，由用于远程控制光脉冲强度、持续时间和时间的相同高频无线电波无线供电。这些原型还允许科学家同时控制动物体内的四种不同神经回路，这要归功于发出四种色调——蓝色、绿色、黄色和红色——而不是仅仅一种的LED。

在小鼠实验中，Kozorovitskiy及其同事使用这些设备瞄准前额叶皮层，前额叶皮层是大脑中与决策制定和其他复杂行为相关的部分。当该团队在该区域向成对或三只小鼠提供类似模式的神经刺激时，啮齿动物梳理和嗅探与它们的神经元同步的同伴，而不是与它们不同步的同伴。Kozorovitskiy说，这些发现支持之前的研究，表明这种思想之间的同步可以促进社交行为，“特别是合作互动”。

亚利桑那大学图森分校的神经技术专家PhilippGutruf说，这项工作中广泛使用的无线技术，与现在用于信用卡非接触式支付的技术相同，可以在“无需广泛的专用硬件”的情况下在神经科学界广泛采用。不参与这项研究。这“意味着我们可能会在不久的将来在许多实验室中看到这些设备，从而实现新的发现。”他说，从此类研究中获得的关于神经系统的见解可能反过来“为人类更好的诊断和治疗提供信息。”