光能控制语言和行为？
光，在我们生活中不可或缺，它带来温暖、照亮四周、给人希望。你是否想过，光可作为一种工具，控制行为，控制语言！听起来很不可思议?在神经科学领域可不会那么惊讶，其中美国德州大学西南医学中心研究团队成功以光控植入记忆的方式教导鸟类唱歌。
已有研究表明，鸟类大脑中HVC区域对于学习歌曲很重要，干扰它的活动会影响鸟类学习歌曲的能力。这个区域接收来自NIf区域的输入，这个结构中的神经元在音节的开头和结尾处发出信号，表明这些神经元在编码音节长度方面起着一定的作用。
斑胸草雀通常通过模仿父亲的歌声来学习唱歌。研究团队对幼年雄性斑胸草雀进行了实验。这些斑胸草雀从未接触过会唱歌的成年斑胸草雀，成员通过光操控Nlf神经元传送讯息至HVC中，当使用短脉冲光时，鸟儿就会发出短音节的歌声，使用长脉冲光时，鸟儿发出了长音节的歌声。
歌曲学习和相关神经回路概述
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图源见参考文献
神奇的光遗传学
上述这种神奇的光控技术就是光遗传学(optogenetics)。光遗传学是一项整合了光学、遗传学、电生理等多学科的生物工程技术。
其主要原理是采用基因操作技术将光感基因(如ChR2，NaHR3.0，Arch或OptoXR等)转入到特定类型的细胞中进行特殊离子通道或GPCR的表达。光感离子通道在不同波长的光刺激下会对离子的通过产生选择性，从而造成细胞膜两边的膜电位发生变化，达到对细胞选择性地兴奋或者抑制的目的。
光遗传学特点
光遗传技术具有独特的高时空分辨率和细胞类型特异性两大特点，克服了传统手段（激动剂，抑制剂，电刺激等）的许多缺点，能对神经元进行非侵入式的精准定位调控。
基于其显著的优势，21世纪开始光遗传学在神经科学领域得到快速发展，年应用光遗传学发表的文章超过篇，其应用领域涵盖多种经典实验动物(果蝇、线虫、斑马鱼、小鼠、大鼠、绒猴以及食蟹猴等)，研究内容涉及神经科学多个方面，包括神经环路基础研究、学习记忆研究、精神障碍类研究、运动障碍、睡眠障碍、各种神经系统疾病模型等应用。
光遗传学应用
除了调控神经系统，光遗传学对于疾病的治疗作用也是领域