马萨诸塞大学阿默斯特分校的一组研究人员开发出了第一个双色光电神经探针。以前的单色探针通常仅控制一个方向的大脑活动(兴奋或抑制，但不能同时控制两个方向)，与此不同的是，这种新设计可以增强和抑制大脑特定皮质层内相同神经元的电活动。它有望帮助研究皮层和深层大脑区域内紧密排列的神经微电路，并从长远来看，增加大脑的功能映射。
麻省大学阿默斯特分校电气与计算机工程系助理副教授、Dev 和 Linda Gupta 教授职位的任命者、该研究的首席研究员徐光宇希望该设备最终能够帮助研究人员识别脑部疾病的起源。
徐解释说，该设备基于光遗传学，这是一种利用光控制神经活动的方法。“我们能够向大脑发送两种颜色的光(或蓝色)中的一种，让每个皮质层内的神经元变得更加活跃或更加安静，正如你可以从电神经记录信号中看出的那样，”他说。“这种能力，即双向光遗传学电生理学，将有助于对大脑电路进行高分辨率询问，并为动物疾病模型提供线索。”
他说，双向控制是增进对癫痫和帕金森氏病等疾病了解的关键特征。“例如，对于癫痫症，你可能需要使大脑的某些区域保持沉默，而不是激活它们，”他说。“这一要求是我们构建此类双色设备的动机之一。探头上的第二种颜色增加了对大脑光学控制的灵活性。”
构建此类设备并非易事，需要将不同的光电材料封装在很小的占地面积(尺寸小于一毫米)中，并且彼此之间的串扰较低。“我们在这项工作中开发了一种高产集成方法，”徐说。
这项工作发表在 《细胞报告物理科学》上，标志着该技术的首次初步测试，展示了该设备在小鼠大脑中提供高空间分辨率和双向控制的能力。“我们在老鼠身上所做的就是打开那些蓝色或 LED 来关闭或打开相同的局部大脑电路，”他说。“这种空间分辨率取决于特定的皮质层，这已在记录痕迹中得到暗示。”
他预计未来的研究将扩展到在身体其他部位( 可能在大脑之外)测试该设备。
