神经元和胶质细胞是 如何协调一致来使大脑实现其强大的功能、将信息转化为行为的？由于缺乏测量神经和非神经系统回路复杂行为的集成技术，我们很难回答这个问题。尽管神经科学 家掌握着多种研究大脑的技术，包括体内外电生理、遗传工程、显微镜和大脑成像等，但迄今为止没有一台仪器能够同时集成多种技术。

《自然•生物技术》杂志最近报道了Canales等的研究成果，他们出色地解决了这一问题——把一种集合了多种功能的可植入式纤维，植入可自由活动的动物体内，可以长期监测脑电活动、对细胞功能进行光遗传学操控，并输入药物。这项新技术标志着在大脑生理学研究方面的重大突破。

Canales 等先把探针的各部件装配成一个肉眼可见的预件，然后把它加热、推入到比它小200倍的光纤里。探针的最终直径相当小（约10µm～50µm ），可以靶向大脑中的单个细胞。如此微小的体积，使得它可以记录自由活动动物体内单个或多个神经元发出的细胞外信号，也可以通过光纤传导不同波长的光来对 细胞进行电遗传学操控，并可以通过中空管道序贯或同时输入各种药物。通过采用具有高度机械柔韧性的聚合物和聚合物-金属材料，使得纤维运动对组织的损伤达 到了最小化，提高了信噪比，并能够在自由活动的动物模型体内长期（多达数月）使用。

多模光纤在神经科学领域未来的发展依赖于相关领域的进展，如材料科学、电子学和无线电技术等。随着对大脑神经和非神经细胞自发活动记录和控制的探针技术的不断进步，毋庸置疑将带来更多高时空分辨率的方法，帮助我们进一步认识大脑活动的分子和细胞机制。（作者：董环文)

参考文献：Nature Biotechnology 2015;33:259-260