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UCL、オプトジェネティクスで脳にアクセスする

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January, 5, 2015, London--ロンドン大学(UCL)の研究チームは、閃光を使うことでどのように脳が働くかを理解する画期的な方法を開発し、脳の信号を「読み」「書き」できるようになった。
 この新しい技術は、脳の電気的活動を読み出し、それを書き込む最先端の2つの方法を統合している。まず、遺伝的に操作された活動センサにより神経科学者は、神経細胞が活性になったときに見えるように神経細胞が発光するように変更することができる。同じ神経細胞内の感光性タンパク質を発現させることで、これらの細胞が閃光で活性化されるようにできる。これら2つの技術を組み合わせることで研究チームは、マウスの脳活動を観察し、制御することができた。
 「光を使って無傷の脳で神経細胞の特別な組合せを活性化し、他の細胞の反応の仕方を記録することができた。このような方法で、脳に質問を投げかけ、答を引き出し、脳がどのように働くかについて理解を深めることができるようになる」Michael Hausser教授は説明している。
 多数の脳細胞を同時に活性化するために、研究チームはホログラフィック技術を使って入力光ビームを分け、細分化されたビームを選択した個々の細胞に向かわせた。特に触知覚に反応する大脳皮質のニューロングループを選び、確実にそれらを活性化し、活性化されたニューロンと数100の隣接ニューロンの両方で活動の発光を記録した。これにより研究チームは、神経回路に正確に質問を投げかけ、選択した脳細胞を多様なパタンで活性化し、神経回路の反応の仕方を測定することができた。これらの実験は、同じ動物の同じニューロンの組合せで数日、数週間繰り返され、神経回路との「会話」を拡張することができた。将来的には、物理的な刺激を正確なホログラフィック制御脳活動に置き換えることで、知覚の神経高度が解明され、広範囲の医学的科学的成果が期待できる。