本文发表在《大众科学》的前博客网络中，反映了作者的观点，不一定代表《大众科学》的观点
这种科技创新，如果放在我还是一个充满希望的年轻科学作家时，会让我觉得“酷！”。但现在像“强迫症与光遗传学：点亮大脑以关闭行为”这样的故事却唤起了我这个老顽固的一面。
这篇专栏文章，出自我的《大众科学》共同博主Scicurious之手，实际上出色地描述了快速发展的光遗传学领域的最新进展。光遗传学涉及调整神经元的基因，使其对光敏感。研究人员可以通过插入大脑的发光设备刺激神经元，从而触发或抑制神经元的放电。
光遗传学是一项技术精湛的技术，十年前诞生于遗传学、光学、神经科学和材料科学的融合。（如需概览，请参阅斯坦福大学卡尔·戴瑟罗斯撰写的《大众科学》文章，他是光遗传学的领导者。）原则上，光遗传学可以比传统的植入电极，更不用说药物、经颅电磁刺激或电休克疗法（又名休克治疗）更精确地操纵大脑。
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研究人员正在探索光遗传学在理解和治疗*广泛的脑部疾病方面的潜力，包括强迫症（Scicurious专栏的重点）、抑郁症、精神分裂症、帕金森病和创伤后应激障碍。就在上个月，麻省理工学院的一个小组报告说，他们在光遗传学改造的小鼠中植入了虚假记忆，一位外部研究人员称这项工作“真令人震惊”。[*大多数关于光遗传学的报道都侧重于其在基础研究而非治疗方面的潜力。请参阅下面的澄清。]
的确，光遗传学激发了许多溢美之词的报道。科学作家埃德·扬称之为“革命性的”，大卫·多布斯将最近的一项实验描述为“非常有趣”和“可能非常重要”。在他最近为“科学主义”辩护的文章中，我上周抨击了科学主义，心理学家史蒂芬·平克提到了光遗传学，当他赞扬“可以用光点控制的基因工程神经元”时。
“街头传言说，诺贝尔奖指日可待，”物理学家伦纳德·姆洛迪诺夫热情洋溢地说，并补充说光遗传学“注定要改变我们治疗精神疾病的方式，甚至最终改变我们理解自身作为人类的方式。”
那么我对光遗传学有什么问题呢？实际上，我有很多问题。首先是过度的吹嘘。要使光遗传学成为治疗精神疾病的有效方法，您需要了解有关疾病神经基础的具体知识。您必须知道哪些神经元或神经回路过度活跃或活动不足或以其他方式异常。
但是我们缺乏关于抑郁症、精神分裂症、躁郁症或任何其他主要精神疾病的此类知识。正如美国国家精神卫生研究所所长最近承认的那样，数十年的研究尚未发现任何主要精神疾病的明确的生理——即神经、遗传或化学——相关性。如果我们不知道要操纵什么，一种大脑操纵技术如何缓解精神疾病呢？
当然，光遗传学的爱好者希望光遗传学本身可以通过改进用于探测大脑的传统电极系统来产生这种知识。植入电极系统可以缓解某些患者的帕金森病、强迫症、抑郁症和其他疾病的症状。深部脑刺激已谨慎地用于临床应用，因为它不可靠，并且经常导致感染和其他严重并发症。
光遗传学方法可能至少与基于电极的方法一样成问题。光遗传学不仅需要在人们的头骨上钻孔并将设备插入他们的大脑；它还涉及用病毒或其他方法改变脑细胞的DNA，这使得光遗传学比基于电极的系统更不可预测和更具侵入性。此外，虽然传统的电极可以同时操纵和监测神经元，但光遗传学需要单独的设备来刺激和测量神经活动。
这引出了我对光遗传学的一个更深层次的问题：当这个国家数千万的人仍然负担不起体面的医疗保健时，我无法对一项极其高科技、前景广阔的生物医学“突破”——涉及复杂且因此昂贵的基因疗法和脑外科手术——感到兴奋。
正如我从不厌倦提醒读者的那样，美国的人均医疗支出远高于世界上任何其他国家。然而，我们的预期寿命与古巴大致相同，古巴的人均医疗支出不到我们的十七分之一。技术，远非解决我们医疗保健难题的方案，而是问题的一部分。昂贵的高科技检测和治疗方法推高了医疗成本，同时往往损害了人们的健康。
如果光遗传学疗法最终被证明是可行的，我猜想它们将为富人保留——或者可能为美国士兵，包括受伤的和健康的。正如我最近指出的，五角大楼是美国大脑研究的主要资助者。国防高级研究计划局正在资助斯坦福大学、布朗大学和其他地方的光遗传学研究。
我希望您在下次阅读像“大脑中的激光灯光秀”这样的故事时，记住所有这些警告，心理学家和纽约客博主加里·马库斯在其中称光遗传学为“天赐之物”，使研究人员能够“指导大脑内部光诱导神经活动的交响曲”。饶了我吧。或者正如老纽约客过去常说的那样：“阻止这个比喻！”
后记：本专栏的一些评论员认为，光遗传学研究人员从未声称该技术可能用于治疗人类的精神障碍。以下是研究人员讨论治疗应用的例子。
*在2010年《神经科学杂志》上发表的一篇文章“内侧前额叶皮层光遗传学刺激的抗抑郁效果”中，包括斯坦福大学的卡尔·戴瑟罗斯在内的13位研究人员指出，“随着辨别特定正常皮层活动模式的电生理数据的获得，将有可能诱导特定的活动模式（例如，通过光遗传学激活、直接脑刺激或药物操纵）来消除临床抑郁症过程中表现出的某些行为障碍（例如，快感缺失、社交退缩等）。”
在2011年的TED演讲中，麻省理工学院的光遗传学先驱埃德·博伊登谈到了“光学神经控制疗法”和“光学假体”对广泛的脑部疾病（尤其是癫痫和失明）的承诺。他将他对小鼠的实验称为“临床前测试”。
在牛津大学2013年的新闻稿中，光遗传学先驱格罗·米森伯克指出，光遗传学“可能是一种识别导致特定疾病的神经细胞群作为药物靶点的方法。在更遥远的将来，可能会有可能直接在人体中使用光遗传学操作，以恢复因损伤或疾病而受损或丧失的神经信号。”
在2011年发表在医学假设上的一篇综述文章中，以色列理工学院的精神病学家阿维·佩莱德提出：“鉴于新的光遗传学技术，现在是认真考虑精神分裂症患者大脑中可选干预靶点的时候了……对精神分裂症的光遗传学干预应从前额叶皮层和苍白球-丘脑底核系统开始。”
《纽约时报》2011年的一篇文章引用了斯坦福大学研究员克里希纳·V·谢诺伊的话，他正在进行国防高级研究计划局资助的光遗传学研究，他说光遗传学可能能够帮助患有脑损伤的退伍军人：“目前的系统可以将假肢手臂移动到杯子上，但是如果没有人工触觉，就很难在不掉落或压碎它的情况下将其拿起……通过使用光遗传学将来自假肢指尖传感器的信息直接反馈到大脑中，原则上可以提供高保真的人工触觉。”
*澄清：与埃德·扬和其他人的Twitter争论使我相信，我夸大了对光遗传学的报道程度，即它侧重于其作为治疗而非研究工具的潜力。埃德和Scicurious以及戴瑟罗斯在2010年大众科学文章中的主题是，光遗传学可以洞察脑部疾病。这些见解可能会带来更好的治疗方法，但不一定是光遗传学的治疗方法（尽管正如我的后记所示，戴瑟罗斯和其他人已经提出了这种可能性）。但是，对精神疾病的见解角度也被过度炒作了，原因如下：首先，光遗传学具有侵入性，以至于即使是最残疾、最绝望的人类患者，也不太可能在近期（如果曾经）出于研究目的对其进行测试。其次，对小鼠、猴子和其他动物的研究最多只能为理解复杂的人类疾病（如抑郁症、躁郁症和精神分裂症）提供有限的见解（否则我们对这些疾病的了解就不会仍然如此令人震惊的原始）。最后，光遗传学改变了它试图研究的细胞和回路，以至于实验结果可能不适用于未改变的组织。有关光遗传学与其他神经研究工具相比的局限性的深入讨论，请参阅神经科学家马克·G·巴克斯特的新帖子。
**附录：另请参阅我关于光遗传学的后续帖子，我在其中回应了其他批评：https://blogs.scientificamerican.com/cross-check/2013/09/01/why-optogenetics-doesnt-light-me-up-the-sequel/。
图片来源：光遗传学资源中心，www.stanford.edu/group/dlab/optogenetics。