湾豆说
8月15日，英国皇家学会院士、伦敦大学学院Michael Häusser教授做客第三十六期深圳湾实验室红树林论坛，带来题为“Illuminating links between neural circuit activity and behavior”的主题报告。
神经科学最重要的使命之一，是在不同层次上解析大脑功能与结构的对应关系。作为认知功能的最小单元，神经元对于意识的涌现与行为的产生至关重要。借助钙离子成像技术和电生理技术，我们可以高保真地读取某种行为所对应的神经信号，并揭示其编码模式。然而，这种研究范式的局限在于只能揭示相关性，无法阐明其因果关系，主要原因是受限于现有工具的调控精度。随着光遗传学的诞生和双光子显微镜的发展，在单个细胞精度调控其功能终于从梦想变成了现实。
Michael Häusser教授是该领域的先驱和拓荒者，他和他的团队开发了“全光学”（all-optical）技术，这一技术结合了钙离子指示剂和光敏蛋白，能够实现对神经元活动的“读”与“写”。借助这个强大的工具，他们首次揭示了位置细胞与位置表征之间的因果关系，证明了位置细胞活动对空间导航行为的直接影响。此外，他们还利用该技术激活了桶状皮层的锥体神经元，从而成功诱发出相应的行为。
神经环路是神经信号传递的“公路”和“桥梁”，解析每一条环路的功能是目前学界研究的重点之一。Michael Häusser教授基于“全光学”技术，创新性地提出了功能连接组学（functional projectome）的概念。他将钙离子指示剂和光敏蛋白表达在上游脑区，电极阵列埋置在下游脑区。通过钙成像鉴定神经元的具体功能并对该神经元进行靶向激活，同时观测下游脑区的活动。如果下游区域出现响应，则表明该环路在这一功能的产生中起到了关键作用。随着该技术的蓬勃发展，将会极大促进对于神经环路所支撑功能的深入理解。
报告期间，Michael Häusser教授与参会人员进行了热烈的学术讨论和交流，并积极解答参会人员提出的问题，让大家受益匪浅。本次报告由深圳湾实验室神经疾病研究所特聘研究员蒋显主持。本次报告及后续的深入交流为将来进一步合作提供了广泛的基础，并将促进大湾区脑科学研究进一步蓬勃发展。
供稿 | 神经所：蒋显 赵铭 梁启源
编辑 | 白白
责编 | 远山
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