Cell：迷信家胜利应用激光束来重编程年夜脑的GPS零碎

2020年11月11日 讯 /BIOON/ --近日，一项登载在国际杂志Cell上的研讨申报中，来自英国伦敦年夜学学院等机构的迷信家们经过研讨应用激光束开启了小鼠年夜脑中神经元的表达，这或为说明年夜脑记忆发扬面前的任务道理供给新的思绪，也揭开了记忆力支撑年夜脑内涵GPS零碎的分子机制。文章中，研讨人员说明了他们若何借助双激光器（twin lasers）应用一种全光学技巧，当小鼠在虚拟理想情况中停止导航时读取并写入其年夜脑中地位细胞（一种神经元类型）的活性。

值得留意的是，当安慰地位细胞，迷信家们就能从新激活或检索小鼠取得嘉奖处所的记忆，这反过去会在精力上传输信息，从而增进小鼠表示出仿佛其在嘉奖的处所的行动。地位细胞被以为能代表情况的认知地图（就仿佛内涵的GPS一样），其能协助机体坚持地位记忆，这项研讨中，研讨人员初次直接提醒了地位细胞活性或许是年夜脑表示出导航才能的根底。本文研讨成果或能协助研讨者深化懂得年夜脑记忆被贮存的机制，同时还无望协助开辟出医治诸如聪慧症和阿尔兹海默病等影响记忆的疾病的新型疗法。

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研讨者Nick Robinson说道，本文研讨成果提出了直接的因果证据标明，小鼠能应用地位细胞活性所代表的信息来指点其行动，换句话说，地位细胞能告知小鼠其所处的未知，实践受骗小鼠做出决议时，其可以倾听地位细胞；相干研讨无望协助说明年夜脑中记忆被贮存的机制，同时还能协助开辟新对象来操作影响机体行动的年夜脑记忆。研讨者表现，诸如阿尔兹海默病等记忆妨碍对全社会带来了十分宏大的价值，本文研讨或许无望改动游戏规矩，由于研讨人员能在操控年夜脑记忆的特定神经元中应用光学读写才能，如许就可以深化懂得并潜在改良神经回路活性协助我们制订决议计划的进程。

这项研讨中，研讨人员应用了一种弱小的办法，将两种反动性的技巧相联合并应用光学技巧读写年夜脑中的电活性，起首他们对神经元停止工程化润饰使其能表达在遗传上编码的钙离子传感器，从而就能增进细胞发光；其次，研讨者在雷同的神经元中表达出了光敏感的“光学”卵白，并能应用激光束来增进其激活特定的细胞。经过联合上述两种技巧，研讨人员就能记载并操控在虚拟理想情况中的小鼠年夜脑中雷同神经元的活性。

如许一来研讨人员就能对在虚拟世界中停止导航的小鼠海马体中的地位细胞停止靶向性激活，起首研讨者在光学上记载了海马体中年夜量地位细胞的活性，并辨认出了能在奖赏地位产生激活的地位细胞，这或许就构成了地位信息的记忆根底，随后研讨者应用全息定向激光束在虚拟世界的分歧地位激活了这些特定的地位细胞；最初研讨者表现，值得留意的是，地位细胞的激活就足以协助检索关于奖惩地位的记忆，从而就能引诱小鼠在新的地位寻觅嘉奖，换句话说，光对神经元的安慰会在精力上传递给小鼠机体，从而就会使其表示的像在被嘉奖的处所一样，本文研讨中，研讨人员初次说明了地位细胞的激活若何增进其检索机体对情况的记忆并协助机体停止导航。（100医药网100yiyao.com）

原始出处：

Nick T.M.Robinson，Lucie A.L.Descamps，Lloyd E.Russell，et al. ， Cell (2020). DOI:10.1016/j.cell.2020.09.061