概括：了解大脑需要的不仅仅是观察孤立的活动“岛屿”；还需要了解大脑的活动。它需要绘制连接它们的“高速公路”。研究人员开发了一种高精度方法，可以选择性地打开或关闭特定的远距离大脑连接。

该研究在狨猴（大脑结构与人类相似的小型灵长类动物）中采用了一种精细的光遗传学技术。这一突破使科学家能够在不影响周围细胞的情况下隔离和控制单一通信途径，从而提供大脑如何处理复杂决策和社会行为的“高清”视图。

主要事实

• 精准定位：与影响广泛大脑区域的旧方法不同，这项新技术仅针对桥接两个遥远区域的特定神经元。
• 光遗传学控制：通过使用通过精制病毒载体传递的光敏蛋白，研究人员可以使用光脉冲按需激活或沉默这些“区域间”细胞。
• 狨猴的优势：由于狨猴具有与我们相似的复杂且高度互连的皮层，因此该工具对于研究感知和社交互动等高阶功能至关重要。
• 临床意义：这种“电路级”控制可以帮助研究人员准确识别神经和精神疾病中哪些沟通途径失败，从而为更有针对性的医疗干预措施铺平道路。

来源：罗彻斯特大学

了解大脑如何工作需要的不仅仅是孤立地研究单个区域。大脑皮层依赖于将专门区域连接成协调网络的长距离连接。但科学家们在与人类大脑最相似的动物模型中选择性地“打开”或“关闭”这些特定连接的工具有限。

一项新研究出现在细胞报告方法描述了罗切斯特大学德尔蒙特神经科学研究所的科学家开发的一种新方法，用于控制普通狨猴大脑中的特定通信路径，狨猴是一种广泛应用于神经科学的小型灵长类动物。

该研究的资深作者 Kuan Hong Wang 博士说：“这项研究为我们提供了一种精确定位大脑区域如何沟通的新方法。” “我们现在可以控制特定的通路，而不是影响广泛的区域，从而更清楚地了解复杂行为和大脑疾病背后的回路。”

使用一种称为光遗传学的精致病毒和基于光的技术，该团队能够仅针对将一个大脑区域连接到另一个大脑区域的神经元，然后根据需要激活或沉默这些相同的细胞。光遗传学是一种利用光来控制经过基因改造的细胞对其做出反应的方法。在神经科学中，它使研究人员能够选择性地激活或抑制特定的神经元。

这些发现代表了一个重要的进步，因为它使科学家能够比以前更精确地操纵个体的远程大脑回路。研究人员现在可以在复杂、高度互连的皮层中分离出单个通信路径，而不是广泛影响许多附近的细胞。

新方法使我们更深入地了解分布式大脑网络如何支持感知、决策和社交行为等高阶功能。从长远来看，这样的工具还将有助于阐明特定大脑回路的破坏如何导致神经和精神疾病，并指导开发更有针对性的治疗方法。

资金：该研究的其他合著者包括来自罗切斯特大学的 Luke Shaw、Krishnan Padmanabhan、Amy Bucklaew 和 Jude Mitchell。  该研究得到了德尔蒙特神经科学研究所的施密特综合神经科学项目、国家儿童健康和人类发展研究所以及国家眼科研究所的资助。

回答的关键问题：

一个：因为大脑是一个“团队合作者”。做出决定或识别朋友等功能需要多个区域立即相互交谈。孤立地研究一个地区就像试图仅通过查看一个仓库来了解全球航运网络一样；你会错过真正让系统运转的“流量”。

一个：传统的刺激就像在拥挤的房间里使用扩音器——附近的每个人都能听到你的声音。这种新方法就像激光聚焦的私人电话。它只影响与远处区域“对话”的特定细胞，而“本地”细胞完全不受干扰。

一个：不。这是一个研究工具，旨在了解建筑学大脑的。通过了解哪些“线路”负责特定行为，我们可以为那些因中风、抑郁或自闭症等疾病而导致大脑回路失灵的人开发更好的药物或非侵入性疗法。