中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心、上海脑科学与类脑研究中心的刘真研究员、蒲慕明研究员，临港实验室李昊青年研究员，通过合作研究，建立了介观尺度的灵长类光遗传技术，实现了对灵长类大脑皮层的长期精准稳定刺激和行为诱导，为灵长类脑认知研究和光学脑机接口研究提供了重要技术基础。相关研究成果于2026年2月3日在国际学术期刊《Neuron》在线发表。

光遗传技术（Optogenetics）是一项重要的脑科学前沿研究手段，它通过将光敏感通道蛋白导入神经细胞中，然后利用特定波长的光照射神经细胞，从而实现对神经细胞活性的激活或抑制。光遗传技术一经发明就被广泛应用，推动了认知行为的神经环路机制解析。然而，相较于小鼠、斑马鱼等模式动物，光遗传技术在灵长类动物的发展和应用仍处于早期阶段。

科研人员开发了适用于灵长类动物的光遗传技术体系。针对灵长类大脑体积大这一问题，团队建立了一种快速高效的阵列式病毒注射流程，实现了对灵长类皮层大面积均匀光敏感通道蛋白递送。随后团队测试了不同的光敏感通道蛋白，选取了超敏感的ChRger2.0用于猕猴光遗传实验。传统的给光刺激依赖光纤植入，其刺激精度、灵活性、通量都有明显不足，团队创新性地利用百万像素的microLED面板，结合透明玻璃窗口的使用，建立了一种全新的介观光遗传学皮层刺激方法。整合改进上述方法，研究团队在厘米尺度范围内的窗口实现了高分辨率光遗传刺激，从数量级层面提升了刺激通道数，并展现了前所未有的精确性和灵活性。利用非人灵长类动物模型，团队成功在猕猴初级视觉皮层开始了系统的光遗传实验测试，成功诱发了具有视网膜拓扑精确性的光幻视，并在超过一年的时间内保持了刺激效果的稳定性。这一结果不仅验证了该光遗传系统的可靠性，还显示了其在未来的临床应用中的巨大潜力。

图：基于microLED的介观尺度光遗传学系统，可用于厘米级、百万像素级灵长类动物的皮层刺激

该研究建立的灵长类光遗传技术实现了高分辨率与长期稳定性兼备的大脑皮层刺激，并揭示了光遗传技术在大脑皮层精准调控中的潜力。在脑认知研究方面，该系统结合特定细胞类型和环路标记策略，将为解析灵长类大脑认知行为的神经机制提供强大的调控手段，推动光遗传技术在灵长类动物中的应用。在脑机接口研究方面，该系统适用于具有显著介观功能柱组织的脑区（如灵长类视觉皮层）的信息写入需求，为下一代脑机接口和视觉假体的研发开辟了新路径。