人類大腦或許是全宇宙中zui復(fù)雜的研究對(duì)象了，其中包含有860億不同類型的細(xì)胞，這些細(xì)胞能夠制造超過100萬億個(gè)信息連接，對(duì)于研究人員而言這種復(fù)雜性讓他們望而生畏，當(dāng)然很多科學(xué)家也希望能夠通過研究闡明大腦中這種錯(cuò)綜復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)如何產(chǎn)生出正常的認(rèn)知信息，同時(shí)又是如何誘發(fā)神經(jīng)變性疾病發(fā)生的。

當(dāng)遇到復(fù)雜性的研究時(shí)，科學(xué)家們往往會(huì)從小事做起，在過去10年里，神經(jīng)生物學(xué)家們開發(fā)出了一種名為“光遺傳學(xué)”的新型工具，其能夠利用光束以遺傳和空間的精度來開啟或關(guān)閉大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中細(xì)胞的表達(dá)；利用這種工具研究者希望能夠逆向工程化地研究大腦功能的原則。

日前，一項(xiàng)刊登在雜志Cell Chemical Biology上的研究報(bào)告中，來自加州大學(xué)舊金山分校（UC San Francisco）的科學(xué)家們就開發(fā)出了一種新型的光遺傳學(xué)工具，其能夠用來*消除活體動(dòng)物大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的單一細(xì)胞，研究者認(rèn)為，這種名為miniSOG2的新型工具能夠幫助進(jìn)行更加化的實(shí)驗(yàn)來幫助研究者理解單一細(xì)胞如何聚集促成大腦整體功能的發(fā)揮。

文章中，研究者利用果蠅的外周神經(jīng)元進(jìn)行研究遺傳修飾，使得神經(jīng)元細(xì)胞能夠發(fā)光，隨后研究者將兩種神經(jīng)元暴露于特殊的藍(lán)光下，從而誘發(fā)miniSOG2產(chǎn)生活性氧，再將細(xì)胞暴露于毒性分子中，zui終誘發(fā)細(xì)胞自我毀滅，24小時(shí)后進(jìn)行第二次成像研究者發(fā)現(xiàn)，這種神經(jīng)元已經(jīng)*消失了，而另外兩種未暴露于藍(lán)光下的神經(jīng)元卻依然完整。在第二組實(shí)驗(yàn)中，研究者想通過研究闡明這種新技術(shù)是否能夠用于研究所有種類的細(xì)胞（并不僅僅是神經(jīng)元細(xì)胞），他們發(fā)現(xiàn)，去除果蠅幼蟲機(jī)體中特定發(fā)育的細(xì)胞會(huì)引發(fā)成年果蠅翅膀發(fā)生特殊的結(jié)構(gòu)改變，這就表明，這種新技術(shù)或許就能夠用于研究單一細(xì)胞如何影響整個(gè)有機(jī)體的發(fā)育情況。

Xiaokun Shu教授說道，很多疾病都是由重要的細(xì)胞死亡而誘發(fā)的，比如，帕金森疾病就是由于大腦中多巴胺能神經(jīng)元的死亡而引發(fā)的一種神經(jīng)變性疾病，基于本文研究，我們就能夠在動(dòng)物機(jī)體中模擬該神經(jīng)元缺失的狀況，這對(duì)于后期深入理解多巴胺能神經(jīng)元的正常功能，以及開發(fā)治療諸如帕金森等疾病的新型療法都提供了新的線索和希望。