想象一下自己正徘徊在一个华灯闪耀的陌生城市之中，你的任务是要弄清楚这亿万盏不同类型的灯哪些相互连接在一起，电流的走向，以及它们是如何转化为绚烂的 夜景的。这便如同我们的大脑深部。然而即便是处在称作为神经科学全盛期的时代，追踪大脑深部数以亿计神经元之间的生物化学信号，仍然是个巨大的挑战。

现在，来自斯坦福大学的一个研究小组通过操控活体、移动动物的行为，设法绘制出了埋藏在动物大脑内这样的一张连接图。这一研究前所未有地从细胞水平上细致 观察了社会行为的起源，并提供了关于自闭症、抑郁症和焦虑症等精神病学难题的一些新认识。相关论文发表在本周的《细胞》（Cell）杂志上。

论文资深作者、斯坦福大学生物工程师和神经科学家 Karl Deisseroth 表示：“这是一类从前无人能够获得的新数据——在行为过程中一种细胞从大脑深部的一个区域伸到了另一个区域。”Deisseroth 实验室率先在神经科学领域利用光遗传学（optogenetics）技术，通过一根细如毛发的光纤传送光线来刺激经改造带有光敏基因的细胞。2007年， 他们首先证实光遗传学刺激不仅可以改变探测大脑的精度，还使得研究人员能够更好地辨别被常规成像和检测装置搞得混乱的原因和效应。

研究人员很快开始将这一技术广泛应用于操控实验室动物的脑细胞。他们发现，刺激脑细胞可对行为产生深远的影响。想要弄清楚运作机制，依赖于追踪来自刺激神 经元的突起。大脑的深部是一个非常“嘈杂”的地方。因此很难区分沿着轴突的微小电压变化。研究人员通常是通过给钙离子添加一些荧光特性来驱动轴突中的这种 电压变化，由此他们就可以“看到”大规模的活动证据。但却没有人能够在动物对刺激做出反应时追踪轴突中的这一信号。

Deisseroth 表示：“它埋藏在噪音之中，并且小到无法在行为动物中看到它。我们一直都没能看到它。我们也一直无法观察动物通常是如何利用这些突起的。”斯坦福大学研究 小组尝试了一种新技术。他们使得光线以一种特异的频率进行传送。由于钙离子以与进入光线相同的频率发出荧光，该研究小组设计了一种装置只获取这种信号。这 使得他们能够在记录动物行为的同时实时追踪这一信号。他们将这一新技术称之为光纤光度测定法（fiber photometry）。其余的便是相对简单的一些啮齿类动物游戏。实验室成员将光纤插入到他们改造进行光遗传学刺激的区域，装好检测仪器，然后展开试验 来测试小鼠对于其他小鼠的反应。