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科学|脑机接口最新进展：不一定用电，也可以用光

摘要：除了在大脑里接入电极之外 ， 利用光线进行光敏控制是另一种思路 。
科学|脑机接口最新进展：不一定用电，也可以用光
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脑机接口如何实现？除了在大脑里接入电极之外 ， 利用光线进行光敏控制是另一种思路 。10月31日 ， 第三届世界顶尖科学家论坛举行科学前沿话题讲堂 ， 邀请光遗传学权威吉罗·麦森伯克介绍光敏控制的最新进展 。
吉罗·麦森伯克(Gero Miesenb?ck)是牛津大学生理学冠名讲席教授 ， 他因“证明了神经活动和动物行为的光遗传学控制 ， 以及证明光遗传学用于神经生物学研究的发现” ， 于2019年获得沃伦?阿尔珀特奖 。
讲堂上 ， 麦森伯克以汤姆·沃尔夫的小说《我是夏洛特·西蒙斯》为切入点 ， 引出了自己关于首次使用新型脑机接口的论文研究 。沃尔夫在小说中描绘 ， 可以通过在动物大脑中植入无线电 ， 从而操控动物的行为 。麦森伯克说：“读到这一段的时候 ， 我几乎要从椅子上摔下来 。”
与小说家的想象不同 ， 麦森伯克当时正在研究另一种大脑接口“光敏控制” 。光敏控制技术是在基因上移植光感受器来植入大脑深处 ， 然后通过光照控制这些神经元 ， 并最终改变被试行为 。这种假设已经受到了实验证实 。
过去的脑机接口运用电极 ， 只能刺激被试大脑的单一部位 。光敏控制克服了这一缺点 ， 可以挑选出特定神经元 ， 有助于寻找并了解神经元的运作逻辑 。这种通过脑电刺激被试大脑的方法具有高度并行性 ， 尊重大脑的功能蓝图 。
不同的研究者进行控制研究的初衷不同 ， 对于麦森伯克而言 ， 光遗传学首先是一种发现工具 ， 功能重建是麦森伯克研究光遗传学的初衷 。麦森伯克通过针对睡眠的案例 ， 详细解释了关于功能重建的概念——光遗传学引领科学家找到了促进和抑制睡眠的神经元 ， 这些神经元对来自线粒体的信号做出反应 。这项研究表明 ， 睡眠与衰老或退行性疾病等都有紧密联系 。
【科学|脑机接口最新进展：不一定用电，也可以用光】总而言之 ， 光敏控制具有更加直接的实用价值 ， 科学家可以通过光敏控制找到重要的神经元 ， 但科学家还需要通过后续研究来了解特定神经元是如何运作的 ， 并通过更新、更有力、更有选择性的方法来运用它们 。


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