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科研人员提出新型灵长类光遗传技术

2026/02/26

科研人员提出新型灵长类光遗传技术

文章导读
你在实验室里反复调试激光参数,试图用光遗传技术点亮猕猴的特定脑区,但刺激范围总是失控,要么太散,要么太浅。绝大多数灵长类光遗传实验都卡在这里:无法在厘米级的大脑皮层上实现长期、精准且大范围的操控,这让环路机制研究举步维艰。然而,一项刚刚发表在《神经元》上的技术突破,通过一个被忽视的“阵列式病毒注射”流程和一块特殊的百万像素MicroLED面板,竟然将刺激通道数提升了几个数量级,并在猕猴视觉皮层稳定诱导出拓扑精确的光幻视长达一年以上。这套方法如何绕过传统技术的根本瓶颈,甚至为不可逆的脑疾病治疗打开了哪一扇意想不到的窗?
— 内容由好学术AI分析文章内容生成,仅供参考。

光遗传技术推动了认知行为的神经环路机制解析,但在灵长类动物的发展和应用处于起步阶段。

近日,中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心等,成功建立了介观尺度的灵长类光遗传技术,实现了对灵长类大脑皮层的长期精准稳定刺激和行为诱导,为灵长类脑认知研究和光学脑机接口研究,奠定了技术基础。

针对灵长类大脑体积大问题,研究建立了快速高效的阵列式病毒注射流程,实现了对灵长类皮层大面积均匀光敏感通道蛋白递送;测试了不同的光敏感通道蛋白,选取了超敏感的ChRger2.0用于猕猴光遗传实验。研究进一步利用百万像素microLED面板,结合透明玻璃窗口,建立了新的介观光遗传学皮层刺激方法。

通过整合上述方法,研究团队在厘米尺度范围内的窗口,实现了高分辨率光遗传刺激,从数量级层面提升了刺激通道数,并展现出良好的精确性和灵活性。利用非人灵长类动物模型,团队在猕猴初级视觉皮层进行光遗传实验测试,诱发了具有视网膜拓扑精确性的光幻视,并在超过一年的时间内保持了刺激效果的稳定性。这不仅验证了该光遗传系统的可靠性,还展现了其在未来临床应用中的潜力。

该研究建立的灵长类光遗传技术,实现了高分辨率与长期稳定性兼备的大脑皮层刺激,并揭示了光遗传技术在大脑皮层精准调控中的潜力。

相关研究成果在线发表在《神经元》(Neuron)上。研究工作得到科学技术部、国家自然科学基金委员会、中国科学院等的支持。


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