利用光子作为神经递质控制神经元的活动

我们的大脑是由数十亿个神经元组成的，这些神经元连接起来形成复杂的网络它们之间的通信是通过发送电信号、已知的动作电位和化学信号、已知的神经递质来进行的，这一过程被称为突触传递化学神经递质从神经元释放，扩散到其他细胞并到达靶细胞，产生刺激、抑制或调节细胞活性的信号信号的时间和强度是大脑处理和处理传感器信息、做出决策和产生行为的基准

控制神经元之间的连接将使我们能够理解和治疗神经疾病，在受损后重新连接或修复神经回路的功能，提高听觉能力或扩大行为范围有几种方法可以控制神经活动一种可能的方法是单独使用药物，这种药物可以改变大脑中化学神经递质的水平，并影响神经元的活性另一种治疗方法是使用电刺激来指定大脑区域来激活或抑制神经元疾病的可能性很小，可以控制神经衰弱

使用光感应控制神经元活动

使用光来抑制神经元的活性与过去探索的技术相对较低它涉及基因修饰神经系统，以在靶细胞中表达光敏蛋白、离子通道、泵或特异性酶这项技术使研究人员能够对高精度神经元的繁殖种群的活性进行严格控制然而，也有一些局限性它需要消除对神经的负循环集，以在突触的水平上获得足够的分辨率，因为光线分散在脑组织中因此，它更具侵入性，需要外部服务此外，到达目标细胞所需的强度可能会对他们不利

为了克服这些挑战，在NatureMethods系统中出现了许多CF研究者，他们使用脑电来代替化学神经递质来控制神经活动ICForesearchersMontserratPorta，AdrianaCarolinaGonz；lez，NeusSanfeliu Cerdá；n、 ShadiKarimi，NawaphatMalaiwong，AleksandraPidde，LuisFelipeMoralesandSaraGonzá；lez Bolí；由ProfMichaelKrieg和PabloFern在一起；开发了一种利用荧光素酶、发光酶和光敏通道连接两个神经元的方法

他们已经开发并测试了一个名为PhAST的系统，该系统是蛔虫中的突触递质，广泛用于研究特定的生物过程与生物发光的神经系统通信类似，PhAST使用酶的萤光素来发射光子，而不是化学物质，以及神经元之间的发射器

用光子替换化学神经元发射器

图腾在两个神经元之间产生并传递活动状态不同，这一基因修饰了蛔虫，使其具有错误的神经递质，使其对机械刺激敏感他们需要克服那些影响PhAST系统的因素其次，他们设计了发光酶，并选择了对光敏感的离子通道为了遵循信息流，他们开发了一种设备，将机械应力传递到动物的鼻子，同时测量感受器神经元中的钙活性，感受器神经元是一种刺激通道和细胞内信使