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美国麻省理工学院（MIT）的神经科学家首次利用光基因学技术成功控制了动物的肌肉运动。这项突破性研究通过蓝光照射清醒小鼠的脊髓，导致小鼠的两条后腿暂时无法运动。研究人员认为，这一成果为研究复杂的脊髓神经网络如何协调运动与感知提供了一种全新的工具。相关研究成果已发表在《公共科学图书馆·综合》（PLoS One）期刊上。

光基因学技术是一种通过基因工程手段，让特定神经元表达光敏蛋白（如视蛋白）的技术。这些光敏蛋白是一类离子通道，能够在受到光照时调节神经元的电活动。根据蛋白类型的不同，光照可以激活或抑制神经元的活动。

MIT麦戈文脑研究所的教授埃米利奥·比奇领导了这项研究。他指出，以往的神经科学研究主要依赖电刺激或药理学干预来控制神经元活动，但这些方法难以精准地针对特定类型的神经元。本研究则通过光基因学技术，专注于抑制性中间神经元的功能。这类神经元在脊髓中与其他神经元形成回路，负责执行大脑指令并将肢体感知信息传递回大脑。

实验中，研究团队利用转基因技术培育了一种小鼠模型，其抑制性脊髓神经元能够表达一种名为紫红质通道蛋白2的光敏蛋白。这种蛋白在蓝光照射下会激活神经活动。研究人员对小鼠脊髓的不同部位进行蓝光照射，观察其对神经元活动和运动行为的影响。

“当胸椎部分的抑制性神经元被激活时，小鼠的两条后腿立即停止运动。这表明对胸椎神经元的抑制信号能够传递到脊髓末梢。”麦戈文脑研究所的博士后研究员维托里奥·卡吉诺解释道。此外，研究还发现，激活这些抑制性神经元并不会影响肢体的感觉信号传递或正常的神经反射。

这一发现为进一步探索脊髓神经网络的功能提供了重要线索。例如，抑制性神经元在肌肉收缩和舒张的协调中起着关键作用。举例来说，当人们将苹果送到嘴边时，肱二头肌收缩的同时，肱三头肌需要舒张以保持动作的平衡。而在快速眼动睡眠（REM）期间，抑制性神经元的活动也与肌肉的抑制状态密切相关。

美国德雷克赛尔大学的神经生物学与解剖学教授西蒙·吉斯特评论道：“光基因学技术的应用不仅揭示了脊髓神经网络的复杂性，还引发了一些有趣的问题。例如，这种机制是否可能成为一种全脑性的‘致命开关’，或者是否可以通过模块化设计，让人们自由选择运动模式？”

尽管光基因学技术仍处于发展阶段，但其在神经科学领域的潜力不可忽视。MIT研究团队计划进一步利用这一技术，研究其他类型的脊髓神经元，并探索大脑指令如何影响这些神经网络的活动。

（常丽君）