光遗传学引发了神经科学家研究大脑功能的革命。由于技术限制,大多数光遗传学研究都采用了低空间分辨率激活方案,这限制了可以进行的扰动类型。然而,在更精细的空间尺度上操纵神经活动可能对更全面地了解神经计算非常重要。空间精确的多光子全息光遗传学有望解决这一挑战,并开辟了许多以前不可能实现的新实验类型。更具体地说,通过提供在功能定义的神经元集合中在空间和时间上重建极其特定的神经活动模式的能力,多光子全息光遗传学可以让神经科学家揭示感觉、认知和行为神经代码的基本方面,而这些方面此前是无法实现的。本综述总结了多光子全息光遗传学的最新进展,这些进展大大扩展了其功能,强调了突出的技术挑战,并概述了它可以执行的实验类型,以测试和验证大脑功能的关键理论模型。多光子全息光遗传学可以帮助关闭实验和理论神经科学之间的循环,从而显著加快神经科学发现的步伐,从而对神经系统功能和疾病带来全新的根本性见解。
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