まず、POmから伸びる神経細胞を人工的に活性化させるために、特殊なタンパク質（オプシン）を視床の神経に入れました。

このタンパク質は、光を当てると神経を自由にオン・オフできるスイッチのような役割を果たします。

そして、この神経を光で刺激しながら、ピラミッド型ニューロンの頂上部分の枝に流れる電気信号を、非常に細かく計測しました。

さらに、ニューロンがどのような受容体を通じて信号を受け取っているのかを確かめるために、薬を使ってさまざまな受容体の働きを一つずつ抑え、反応を観察しました。

また、こうした脳切片の実験だけでは本当に生きた脳でも同じことが起きているのか分からないため、生きたままのマウスの脳内を特殊なレーザー顕微鏡で観察する実験も行いました。

この方法では、マウスのヒゲを触ると、脳の中でニューロンがどのように反応しているかをリアルタイムで詳しく調べることができました。

こうして複数の実験から得られた結果をまとめると、POmからの信号は、直接ニューロンを活性化させるのではなく、「細胞が活性化しやすいような状態をつくる」働きを持っていることが明らかになったのです。

具体的には、POmから放出されるグルタミン酸という神経伝達物質が、通常の神経細胞のスイッチではなく、「mGluR1受容体」と呼ばれる特殊な受容体に結合していました。

一般的にグルタミン酸は細胞を即座に興奮させる受容体（AMPAやNMDA受容体）と結びついて作用しますが、このmGluR1受容体はそれらとは違って、ゆっくりと細胞の感度を調節するという特殊な役割を持っていました。

このmGluR1受容体が働くと、細胞膜にある「２孔性カリウム漏洩チャネル」という穴が閉じてしまうことが分かりました。

普段、このカリウムチャネルは細胞内のイオンを外に逃がすことで、細胞が興奮しすぎないように抑える役割をしています。

ところが、このチャネルが閉じられると、イオンが外に出られなくなり、細胞の中にエネルギーが溜まって、次の刺激がきたときに非常に興奮しやすい状態になるのです。