研究人员在完全控制思维方面迈进了一步，即使这个思维比一粒沙子还小。哈佛大学的一个团队构建了一个计算机系统来操纵蠕虫——通过激光束单独刺激它们的神经元，使它们开始和停止，给予它们被触摸的感觉，甚至促使它们产卵——所有这些都是在蠕虫在培养皿中自由游动时进行的。这项技术可能首次帮助神经科学家全面了解动物神经系统的工作原理。
所讨论的蠕虫，Caenorhabditis elegans，是生物学中研究最广泛的生物之一：研究人员已经完全绘制并分类了它的细胞，包括它的 302 个神经元和它们之间大约 5,000 个连接。但哈佛大学生物物理学研究生安德鲁·莱弗说，科学仍然不确切地知道“神经元如何在网络中协同工作”。例如，蠕虫如何协调其大约 100 块肌肉，使其在游泳时以波浪模式放松和收缩？
为了找出答案，莱弗和他的合作者对这种一毫米长的线虫进行了基因工程改造，使其体内特定的细胞对光敏感，这是一种近年来开发的技术，称为光遗传学。由于蠕虫的身体是透明的，因此可以利用精度为 30 微米的聚焦激光，在不需要电极或其他侵入性方法的情况下，开启或抑制单个神经元。莱弗将显微镜放置在定制的载物台上，以追踪蠕虫在培养皿中游动的情况。他还编写了软件，分析显微镜的图像以定位目标神经元，然后相应地指向并发射激光。《自然方法》杂志在其网站上发表了研究结果（《大众科学》是自然出版集团的一部分）。
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其他团队已经使用光遗传学来控制固定蠕虫上的单个神经元。但莱弗说，为了理解生物体的生理机能，有必要在蠕虫自由游动时对其进行操作。例如，他和他的同事能够证明，在游泳过程中，运动信号通过肌肉细胞本身以及神经连接向下移动身体。
莱弗认为，这项技术有朝一日可以帮助科学家创建生物体行为的完整模拟。“我们希望能够建立整个神经系统的计算模型，”他说。在某种程度上，这就像“上传一个思维”，尽管只是一个初级的思维。