暂时的连接中断揭示了长期的大脑功能障碍

我们是否能够理解我们大脑中8000万个神经元之间发生的杂音?魏茨曼科学研究所神经生物系的奥弗·伊兹哈尔博士和他的团队在这个方向上迈出了一大步，他们采用了一种新的研究方法，可以让科学家有针对性地控制大脑通信的重要部分。

伊兹哈尔从事光遗传学这一相对较新的领域，在该领域中，科学家们利用基因工程和光纤中的激光来研究生物大脑．有了这些工具，科学家可以调节和控制大脑中神经回路的活动，从而开始解开大脑通信系统中的链接和节点网络。

伊兹哈尔对大脑不同区域的神经细胞之间的远距离通信特别感兴趣。“不同大脑系统之间的协调对大脑的正常运作至关重要。“如果我们能够理解大脑不同区域细胞之间的延伸交流线——其中一些细胞彼此之间的距离相当远，”Yizhar说，“在未来，我们可能能够理解抑郁症、焦虑症和精神分裂症等疾病在大脑中发生的变化。因为我们不了解这些疾病的功能水平，我们非常缺乏治疗它们的好方法。”

光遗传学涉及使用一种改良的病毒，将一种光敏蛋白基因插入神经元。当光线通过薄的光纤聚焦在这些神经元上时，这些神经元就会被激活。伊兹哈尔和他的团队建立了一种方法，可以让他们放大大脑网络的特定部分:连接整个大脑的“通信电缆”。这些“电缆”是轴突的薄扩展神经细胞从细胞中心携带电脉冲。一些轴突相对较短，与附近的神经元相连，但另一些轴突很长，延伸到大脑的遥远区域。

这项新研究发表在自然神经科学，由博士生Mathias Mahn领导的团队表明，光遗传技术可以用来暂时使这些远程轴突沉默，有效地导致两个遥远的大脑节点之间的可逆“断开”。通过观察当关键连接被禁用时会发生什么，研究人员能够开始填补轴突在大脑内部对话中的角色。由于精神和神经疾病通常被认为是由大脑远程连接的变化造成的，这些研究可能有助于更好地理解大脑健康和疾病背后的机制。

“这项研究让我们对形成连接的轴突和突触的独特特性有了更深入的了解神经元”,Yizhar说。“我们能够发现轴突对各种光基因操作的反应。理解这些差异对于解开大脑中长距离通信的机制至关重要。”

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