1、光遗传学的概念

光遗传学（optogenetics）又称光刺激基因工程（optical stimulation plus genetic engineering），是一种通过光学和遗传学技术在活体动物脑内精准控制细胞行为的技术。其主要方法是利用病毒载体，把微生物视蛋白基因引入到离体或在体动 物的脑然后进行光照射，通过基因所表达的视蛋白来激活或者失活神经细胞。光遗传学由于其高度的时空特异性，被广泛应用于神经科学领域的研究。

2.光遗传学基本原理

在神经元细胞中，细胞膜去极化后会出现动作电位。反之，细胞膜超极化则会抑制峰电位的出现。在神经元细胞中表达可以改变膜电位的外源性光敏蛋白编码基因，就能通过光控操作来控制峰电位开关。

以下为以ChR2和NpHR为例，简述光遗传学的基本原理：

首先，给神经元输入膜通道蛋白，如ChR2或NpHR。对于ChR2，在470nm蓝色激光的照射下，通道蛋白的通道打开，导致阳离子（如Na+）大量内流，动作电位产生，引起神经元的兴奋。对于NpHR，在589nm黄色激光的照射下，通道蛋白通道打开，cl-内流，神经元即保持静息状态。

3、几种神经元通道蛋白