江蘇雷射聯盟導讀：
來自倫敦大學學院的研究人員採用雷射來切換老鼠中的神經元,為揭示記憶背後的工作秘密提供了新的視角和表明記憶是如何鞏固大腦內部的GPS的系統,對老年痴呆症的診斷和治療帶來了福音。
研究場景
女朋友發個定位給你，說走丟了，你該如何找到她？土豪叫個滴答專車不用腦子直達，正確的打開方式是啟動大腦內部GPS系統小毛驢找到目的地。
當你偶爾遇到無助地站在街角，迷茫地注視著來去匆匆的行人，看起來像是迷路或與家人走丟了的老爺爺或老奶奶時，你會怎麼辦？毫無疑問，你應該毫不猶豫地幫助他，聯繫他的家人或報警交給警察叔叔。
大腦GPS系統
我們有時不禁在想，為什麼老年人容易迷路呢？事實上已有研究表明，患有阿爾茨海默症的老人，也就是我們常說的老年痴呆，不僅僅是記憶力減退，而且他們大腦內部的空間定位系統受損嚴重，無法完成精準的導航定位活動。大腦定位系統或GPS系統主要有兩類神經元組成，即海馬區的位置細胞（負責構建空間地圖）和內嗅皮層的網格細胞（參與定位與導航），主要由挪威科學家May-Britt Moser和Edvard I. Moser夫婦和美英雙籍科學家John O' Keefe共同發現，並同時獲得2014年諾貝爾生理或醫學獎。
來自倫敦大學學院 的神經學家使用雷射束來切換老鼠中的神經元
▲圖解：為揭示記憶背後的工作秘密提供了新的視角和表明記憶是如何鞏固大腦內部的GPS系統(倫敦大學學院,University College London），簡稱UCL)
發表在世界著名期刊《Cell》上的一項研究成果，詮釋了如何用孿生雷射來同時讀取和寫入老鼠中的「位置細胞」（神經元的一種）是如何活動的，因為他們導航在一個虛擬實境（virtual reality）的環境中。
比較顯著的是，通過刺激位置細胞，科學家們可以使記憶的位置得到恢復（復甦），此處老鼠獲得一個獎勵，反過來"心靈傳送"給老鼠,導致他們可以處於再獎勵的位置。
論文的 Graphical Abstract
這一新的研究建立在 John O』Keefe教授的(UCL的細胞和生物學發展研究中心)的開創性工作之上的,他在2014年因為發現位置細胞而獲得諾貝爾獎.這些細胞在一個稱之為海馬的內部區域發現的.並且只有在動物進入一個特殊的環境中的特殊位置的時候才會活躍起來。
位置細胞被認為可以代表環境的認知地圖,如同大腦內部的GPS，並且保留著位置的記憶。新的來自UCL的研究成果首次表明，直接的展示了位置細胞在大腦背後可以進行導航的活動能力。
在虛擬實境的空間導航中利用全光操控位置細胞
研究結果提供了記憶是如何儲存的深度理解，並且UCL的科學家們相信這一發現的結果將最終幫助我們發展新的診斷儀器來用於診斷老年痴呆症（dementia and Alzheimer’s disease），這一疾病會影響到記憶的存儲。
」論文的第一作者，Nick Robinson博士（UCL的Wolfson生物醫學研究所）說到，這些研究結果將直接導致老鼠使用位置細胞的活動信息來指導其行為。換言之，位置細胞真實的可以告訴老鼠位置在哪裡，並且老鼠可以確實在他們要做出決定的時候聽到他們的位置細胞的信息。這就提供了記憶是如何儲存在大腦中的，與此同時可以作為一個操控這些記憶來影響其行為。
他補充到，記憶的紊亂，如老年痴呆症，對社會造成了巨大的金錢損失。這一工作最終將導致我們可以更好的理解這些疾病的機理，與此同時，發展出新的幹預治療的手段。
另外一位論文的作者說到，這一研究可以稱之為遊戲規則的改變者，因為我們可以使用光學來讀取和寫入特定神經元的活動信息來操控記憶，允許我們更好的理解，並且進一步潛在的提高，神經電流的活動是如何來幫助我們來做出決定的。
來自UCL的研究成果可以說為我們提供了兩個革新技術的組合，使得我們可以使用光來讀取和寫入大腦中的電活動。
首先，他們將神經元工程化來表達基因編碼的鈣傳感器，這可以有助於我們使得細胞在活動的時候可以被點燃。其次，他們表達了光敏感的光生蛋白質在同一神經中的情況，使得他們可以在雷射束的作用下激活特定的細胞，靶材使用數字全息術來進行（數字全息術也是一種利用酒鋼來顯示的技術）。
通過將這一兩個技術結合在一起，研究團隊可以同時記錄和操控同一神經元的活動，這一神經元在老鼠的大腦中於虛擬實境中進行導航。
UCL的科學家們利用這一技術實施了老鼠中海馬的位置細胞的活動，並利用虛擬實境中的特定位置進行了導航，收集了糖水作為獎勵。他們首次使用光學記錄了大量了海馬的位置細胞，識別了這些細胞在獎勵的位置的特定的活動，並可以由此形成位置的記憶。他們使用全息照相的靶材雷射束在虛擬世界中來激活這些特定的不同位置的位置細胞。
比較明顯的是，位置細胞的刺激足夠恢復再獎勵位置的記憶，導致老鼠可以尋求在新位置的獎勵。換言之，神經元在光"心靈傳"送的作用下的刺激動物，導致他們可以實現，當他們處於獎勵位置的時候。這是首次展示了位置細胞是如何活動的，使得我們可以追溯我們環境中的記憶和幫助我們來實現導航。