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哈佛科学家利用激光完成现实版的“盗梦空间”

导读: 近日,哈佛大学的科学家利用精确定向的激光,能够管控动物大脑内的神经元,将它们的感觉输入转化成行为,指示其朝着科研人员选中的方向转动。

  近日,哈佛大学的科学家利用精确定向的激光,能够管控动物大脑内的神经元,将它们的感觉输入转化成行为,指示其朝着科研人员选中的方向转动。此外,科学家甚至还能植入错误的感觉信息,使动物形成错误的感知,并作出相应举动。

  科研人员称,实验所用的透明线虫只有302个神经元。他们能够通过操控线虫大脑内的神经元管控其行为。这项研究十分重要,因为控制简单生物的复杂行为,有助于我们了解它们的大脑构造,或是更复杂的神经系统将如何运行。这同时也为神经回路的研究提供了一个框架,例如应如何操控它们,需要操控哪些回路,又能在它们内部产生什么活动模式。

  目前,大多数研究途径都是在破坏神经元后才能发现其对于哪种特定的行为是必须的。而研究团队希望能在不损坏神经系统的情况下,通过“挟持”关键神经元来管控行为,强迫动物作出他们所期望的动作,并绘制出整个神经系统的连接图。

  借助遗传工具,研究人员设计出神经元能够发出荧光的线虫,这使科学家能轻松对它们进行追踪。同时,他们还修改了线虫神经元的光敏基因,这意味着其可以被激光脉冲激活。但最大的挑战在于研发追踪线虫所需的硬件设备及在瞬间瞄准所需的神经元。他们表示,他们的目标是只激活一个神经元。由于动物在不停地运动,以及大量的神经元都聚集在生物头部附近,使得实现这点很具有挑战性。因此就需要获得动物的影像,并对图片进行处理,识别出神经元以追踪动物,再将激光射向特定的神经元。这一切需要在20毫秒内完成。

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