编辑注意事项：本文是关于该特殊报告的一部分2016年十大新兴技术由此产生的世界经济论坛。列表，由论坛编制元议会新兴技术，突出技术进步其成员，包括盛会德中德纳的科学美国编辑，相信有权改善生命，改造行业和保护地球。新利18luck体育它还提供了辩论任何人类，社会，经济或环境风险和担忧的机会，以便在广泛采用之前举办技术。

大脑，甚至比小鼠那样的比较简单，他们的复杂性是令人生畏的。神经科学家和心理学家可以观察大脑如何应对各种刺激，他们甚至有映射基因的表达方式整个大脑。但没有办法控制单个神经元和其他种类的脑细胞打开和关闭时，研究人员发现很难解释如何大脑做出了他们所做的事情，至少没有细节彻底了解 - 和最终治愈的条件，如帕金森病和重大抑郁症。

科学家试图使用电极记录神经元活动，并在一定程度上工作。但它是一种原油和不精确的方法，因为电极刺激了附近的每个神经元，不能区分不同种类的脑细胞。

2005年的突破来了，当神经发生剂证明一种使用基因工程来使神经元对光的特定颜色作出反应的方法。该技术（称为Optogensics），基于20世纪70年代在颜料蛋白质上进行的研究，以罗地甘油共同称呼，并由Opsin基因家族编码。这些蛋白质类似于光激活离子泵。微生物，缺乏眼睛，使用罗经水蛋白酶帮助提取能量和信息从进入的光线提取。

通过将一个或多个OPSIN基因插入小鼠中的特定神经元，生物学家现在能够在将在或关闭特定的神经元转动特异性神经元。多年来，科学家拥有这些蛋白质的量身定制的蛋白质，这些蛋白质响应着不同的颜色，从深红色到绿色到黄色到蓝色。通过将不同的基因放入不同的细胞中，它们使用各种颜色的脉冲来激活一个神经元，然后以精确定时的序列激活一个神经元，然后是其几个邻居。

这是一个至关重要的推进，因为在生活大脑中，时间就是一切。在一瞬间发出的信号可能具有从稍后发送几毫秒的相同信号的完全相反的效果。

光学学的发明大大加速了脑科学进展的步伐。但实验者受到深深进入脑组织的困难的限制。现在超薄，柔性微芯片，几乎比神经元难以大的，正在被测试为可注射装置，以在无线控制下放透。它们可以深入插入大脑，对覆盖组织造成最小的伤害。

Optogenetics已经向脑疾病开辟了新的门，包括帕金森病，慢性疼痛，视力损伤和抑郁症的震颤。大脑的神经化学对某些大脑病症显然很重要，这就是为什么药物可以帮助改善症状到一点。但是，如果大脑的高速电路也受到干扰，那么致光学研究，特别是当通过新兴的无线微芯片技术增强时，可以提供新的治疗路线。例如，最近的研究表明，在某些情况下，关闭特异性神经元的无侵袭性光疗法可以治疗慢性疼痛，为Opoids提供令人息口替替代品。

精神障碍影响全球和精神病疾病的四个人中的一个领先的残疾来源，更好地了解大脑的晚期视科学将提供不足。