اپتوژنتیک

اپتوژنتیک  - کنترل مغز با استفاده از نور

مدولاسیون فعالیت عصبی با استفاده از نور :

مدولاسیون فعالیت عصبی برای صدها سال برای مبارزه با بیماری های عصبی استفاده شده است. تکنیک های عصبی مصنوعی سنتی استفاده شده است یا تحریک الکتریکی یا مداخله ژنتیکی یا دارویی. با این حال، ماهیت ناهمگن بافت مغز، چالش های مهمی را برای کنترل انتخابی زیر مجموعه های مدارهای سلولی به خوبی تعریف می کند. اکثر این تکنیک های سنتی نروموادولاسیون به طور همزمان بر سلول های اطراف و پروسه ها علاوه بر نورون های هدف تاثیر می گذارد. این فقدان خاصیت در مدولاسیون اغلب منجر به قدرت محدودی از نتایج حاصل از آزمایش های عصبی مصنوعی متعارف می شود. برای غلبه بر محدودیت های فضایی و زمانی از روش های نورولوژیک الکتریکی، دارویی و ژنتیکی، روش های مختلف میکروبی و مهندسی برای کنترل فعالیت های الکتریکی و بیوشیمیایی نورون ها با انتخاب سلول نوع، دقت زمان بالا و برگشت پذیری سریع توسعه داده شده است.

انتخاب یک منبع نور برای اپتوژنتیک :

تعدادی از عوامل موثر بر کارایی کنترل Optogenetic شبکه های عصبی وجود دارد. این شامل:

مقدار مطلق نور به رسیدن به نورون

تعداد اپین ها موجود در غشای پلاسما

حساسیت نور اپسین ها

خصوصیات فیزیولوژیک غشاء عصبی ذاتی و محیط شبکه عصبی اطراف آن

لیزر یا LED به عنوان منبع نور؟

کارایی مدولاسیون عصبی به شدت تحت تاثیر نوع منبع نور قرار دارد. سه پارامتر مهم در انتخاب یک منبع نور وجود دارد:

نوع منبع

طول موج

شدت

دو گزینه برای نوع منبع عبارتند از: لیزر دیود یا دیود پمپ شده حالت جامد (DPSS) و دیودهای نور (LEDs).

لیزر به عنوان منبع نور :

لیزرها به طور گسترده ای در اپتوژنتیک مورد استفاده قرار می گیرند، زیرا آنها اجازه استفاده از نور پهنای باند محدود (تسهیل کنترل نور نوری چند منظوره را با بیش از یک opsin) می دهند و به دلیل اینکه می توانند به طور فیزیکی به فیبر نوری متصل شوند. این آخرین خصوصیت یک مزیت خاص در دستکاری ساختار مغز عمیق با فیبر نوری است.