杜克-国立大学医学院的研究人员发现了一种新型光敏蛋白，可以利用光来使脑细胞失活。这一发现为科学家们提供了一种高效的工具，用于研究脑功能。该研究发表在《自然通讯》上，展示了利用光遗传学探讨与神经退行性和精神障碍（如帕金森病和抑郁症）相关的脑活动的新可能性。遗传学涉及修改细胞以包含光敏蛋白，使研究人员能够控制其电活动。这些改造的神经元和神经细胞可以用来检查它们在脑电路和行为中的作用。研究表明，某些被称为钾通道视紫红质的钾通道可以有效调节鱼类、蠕虫和果蝇的脑细胞活动。来自杜克-国立大学神经科学的高级研究员斯坦尼斯拉夫·奥特博士是该团队的一部分。行为障碍项目的首席研究员和该研究的主要作者解释说：“钾通道作为细胞膜上的小闸门。当它们暴露在光下时，这些闸门会打开，允许钾离子通过，这有助于减少脑细胞的活动。这一发现为我们提供了关于脑活动调节的宝贵新信息。”
钾离子在所有人类细胞的正常电功能中起着关键作用。钾通道是细胞膜中专门的蛋白质，允许钾离子的运动。它们控制钾离子穿过细胞膜的运动，以支撑各种细胞过程，对细胞的总体健康和功能至关重要。神经冲动传播、肌肉收缩和细胞液体平衡的维持都是身体的重要功能。
根据来自杜克-国立大学神经科学和行为障碍项目的副教授亚当·克拉里奇-张的说法，这些新的钾通道是研究大脑功能的多用途和宝贵工具。
当暴露在光下时，新的钾通道视紫红质允许钾离子从神经元中释放，改变膜上的电梯度。这种改变被称为超极化，使神经传递冲动变得更加困难。神经元产生的电信号称为动作电位。当没有动作电位时，神经元与其他细胞通信的能力显著降低甚至停止。
利用光敏钾通道来使脑细胞沉默为研究不同脑区之间的复杂关系提供了新的机会。它还为研究有助于神经退行性、神经发育和精神障碍的疾病机制提供了一种有前景的方法。这些工具将帮助研究人员更好地理解大脑，并为脑部疾病开发更有效的治疗方法。
杜克-国立大学的研究副院长帕特里克·谭教授表达了揭开大脑之谜仍然是科学的一大挑战。亚当·克拉里奇-张及其团队所进行的研究为科学家们提供了改善资源，以检查人脑内部的复杂互动。这对增强我们对正常大脑功能和神经疾病的理解至关重要。这种理解将推动针对这些病症的有效治疗方法的发展。
杜克-国立大学处于医学研究和创新的前沿，致力于通过科学发现提升患者护理。
该研究是推进对神经和精神疾病理解的持续努力的一部分。
