光遗传学现已成为神经科学实验室中最核心的研究工具之一！借助这项技术，研究人员可以先让特定神经细胞表达一种对光敏感的蛋白，再用特定波长的光照射这些细胞，在毫秒尺度下精准激活或抑制目标细胞。简单来说，科学家相当于给某一类神经元装上了可以由光控制的“开关”。
这解决了神经科学中的一个重要难题。
大脑中有数百亿个神经元，它们通过复杂的电信号网络共同工作。在过去的研究中，科学家可以观察到，当动物进食、睡眠、感到恐惧或形成记忆时，大脑中的某些神经元会变得活跃。但他们很难判断这些神经元究竟只是“伴随活动”，还是直接参与了这些行为。光遗传学出现后，研究人员可以主动打开或关闭其中一类神经元，再观察动物的行为是否随之发生变化。由此，他们能够更直接地判断某一组神经细胞在睡眠、记忆、情绪、运动等过程中究竟发挥了什么作用。
