元素百科为您介绍全新探针助力外科手术，简化神经电路研究。20日出版的《自然·神经科学》杂志刊登了光遗传学研究领域一项重大进展：美国麻省理工学院（MIT）科学家开发出一种全新探针，将之前需要三步处理和多个外科手术才能完成的过程简化成一步操作，性能还得到了大大提升。

光遗传学控制神经细胞

作为生物技术的最热门工具之一，光遗传学技术帮助科学家们用光控制神经细胞，十几年来已经渗透到神经学的每个角落，不仅可研究大脑神经回路的基本功能，还通过动物模型探索疾病的发病机理。但其共需基因递送、光植入和记录电极三个步骤，分别为：向大脑注射携带光敏基因的病毒载体、植入硅基光纤或发光二极管等向神经细胞传送光并操控钠离子和氯离子以激活或抑制神经反应、植入能记录大脑电活性的电极装置以确定被激活的神经细胞，这些步骤不仅每步都需外科程序，而且三次手术必须非常精确地在同一个位置操作，严重限制了技术的发展。

控制神经细胞实验原理

而新研究中，MIT科学家珀妮娜·安妮科娃带领其课题组将三个步骤集成到一个装置内，整个过程只需一次外科手术。这次专门设计的新电极装置选用了超薄聚合物材料，既能记录又能传递神经信号，且其高导电性能使得装置尺寸变得超小，为探针省出空间以放置传送光的波导和递送转基因病毒的微流体通道等部件。

安妮科娃团队通过一系列老鼠实验对新探针进行了检测，其中一个研究，他们向老鼠大脑前额皮质区（已知刺激此处神经元会让老鼠跑得更快）递送了一种光敏基因，结果植入新探针的老鼠比对照组明显跑得更快。

新探针还有一个显著优势，其内超薄纤维具有热拉伸工艺，使其能拉伸到数百米长，从而可切割成数百个实验用探针，实现规模化生产。