轻轻拨动一个准确放置光源的开关，可以诱导小鼠由于恐惧退缩到角落，或勇敢地探索周围的环境。这项研究突显了光学遗传学技术（神经科学家用光线控制经基因工程改造的神经元）的力量，以探索复杂神经线路的功能，并控制相关行为。

　　在这项研究中，卡尔·德赛罗斯（Karl Deisseroth）和他斯坦福大学的合作者们确定了杏仁核(amygdala)中的一个特定回路，那是大脑中应对恐惧、侵略等基本情绪的核心部位，也似乎是啮齿类动物控制焦虑的部分。他们希望这项近日发表在《自然》（Nature）杂志的研究成果将揭开人类焦虑病症的生物学基础，并为治疗指明新的目标。

　　“我们希望将精神疾病的概念定义为具有物理性基质的真实实体，” 德赛罗斯说。“就像患哮喘的人有反应性气道，患焦虑症的人可能在杏仁核部位具有低活跃投射。”

　　研究人员们对小鼠进行了基因改造，使其杏仁核中的特定细胞表达光敏蛋白质，发出神经连线（轴突）到不同的子结构。在动物的大脑内植入一个特别设计的光纤电线，研究人员们发现，将光线瞄准激活一个特定回路，可以对动物的行为立即产生有效的影响。

　　“我从来没有见过这样的事情，”凯·塔伊（Kay Tye）说，她是德赛罗斯实验室的博士后研究员，也是这项研究的第一作者。老鼠天生对探索开放地区怀有恐惧，她解释说。在正常情况下，动物“会探出它的鼻子，然后匆匆躲到一个角落里，”塔伊说。“但是当你打开灯，动物就会开始探索周围，并没有明显的焦虑迹象。然后你把灯熄灭，它马上就回到了角落里。”

　　研究人员们采用光敏蛋白质抑制细胞，而不是激活它们，能够诱导产生相反的效果。

　　将光线照在细胞体上，从而激活多个回路的轴突，并没有对动物行为产生影响，这突显出瞄准大脑中单个回路是多么地重要。

　　“我们对杏仁核内更精确回​​路的理解现在刚刚开始起飞，”克里·雷斯勒（Kerry Ressler）说，他是埃默里大学（Emory University）的神经学家，并没有参与这项研究。 “光学遗传学——科学家可以激活特定的细胞群和甚至部分细胞——是一个强大的方法，来剖析杏仁核如何调控恐惧和焦虑。”

　　基·安·古森斯（Ki Ann Goosens）是麻省理工学院的神经科学家，没有参与这项研究，她说，这项研究可能有助于解释基础焦虑水平的个体差异。“研究结果告诉我们，这个回路与个体的焦虑启动点有关，”她说。

　　“这可能是一些精神疾病中功能障碍重要来源的一个主旋律，这些疾病依靠在大脑不同区域间的信息流，”德赛罗斯说。“这正是特别适合光学遗传学来解决的问题。”

　　研究人员希望，这一发现将最终开发出焦虑症的新治疗方法，并去除现有药物的副作用。苯二氮类药物，如安定，能起镇定作用，却带有成瘾的危险。给予苯二氮的小鼠变得不那么害怕，更勇于探索，但药物也影响了它们的运动，使它们呆滞，塔伊说。用光激活回路似乎并没有引发这些问题。“这些动物嗅探、进食，一切正常，”她说。

　　为了得到更有选择性的抗焦虑药物，科学家们只需要针对组成这种回路的细胞组，这可能很难用化学方法做到。但德赛罗斯已经开始研究另一种方法，使用无创方法刺激大脑，称为经颅磁刺激（TMS）。该技术采用磁场来激活大脑表面的神经元，已经被美国食品和药物管理局（FDA）批准用于治疗抑郁症。将TMS和脑功能成像结合起来，德赛罗斯正在检测是否有可能以非侵入性手段，刺激人脑的特定回路。他的第一项研究刚刚开始，将把重点放在他的团队先前研究的、一个与帕金森病有关的回路上。

　　塔伊正在努力更好地理解目前的研究中确定的脑回路在焦虑对立于恐惧时起到的作用。虽然这两个词往往在日常使用中可以互换，神经科学家将恐惧定义为对具体事情的反应——例如，震耳的声音，或迎面而来的车辆。而焦虑从另一方面来说，是慢性的、广义的恐惧。“恐惧对生存来说很重要，但是，焦虑症是适应性不良，”塔伊说。