大脑可以说是人体内最复杂的器官，而对于科学家来说，大脑同时也是最难研究的器官之一。大脑内高度复杂的神经网络使得取出组织进行活检的手段不太可能，所以到目前为止，想知道人脑内的基因表达状况只能通过遗体器官捐赠来实现。近日，美国哈佛大学的研究人员在《科学》杂志子刊《Science Translational Medicine》上展示了一种新开发的技术，它可以实时观测大脑内的基因活动。通过观察脑内基因活动，可以帮助科学家们研究人脑如何思考、感受和记忆，同时也可以发现诸如阿尔茨海默氏症和精神分裂症等疾病的预兆。
对于许多神经退行性和精神类疾病来说，简单的遗传学理论并不能解释病因或预测风险，也就是说，大部分病人并不携带有致病基因或高风险因子。对此进行的研究引出了遗传学的最新前沿分支——表观遗传学，它专门研究同样的基因在不同个体内是否表达以及表达多少。大脑内的这些基因“开关”已经被发现能够影响许多疾病包括阿尔茨海默氏症、精神分裂症、抑郁症、毒瘾等等，甚至还能影响正常衰老过程中脑功能的减退。而环境因素以及人经历的重大事件，包括生理上和心理上的创伤，都能对基因表达产生很大的影响。表观遗传学致力于研究基因“开关”如何被调控以及他们如何影响器官的正常功能和疾病。由于表观遗传学研究的是基因调控的动态过程，在死后的组织内无法进行观察到这些活动，因此亟需一种可以实时观测基因活动的技术。