لیزرها، اپتیک، مطالعه اپتوژنتیک را بهبود می بخشد

مونتاژ لیزری با فیبر نوری متصل با انتهای فیبر تقسیم شده و یک اتصال دوار.

لیزر برای اپتوژنتیک :

این یک چالش واقعی برای دانشمندان علوم اعصاب برای رسیدن به نور کافی نور در ناحیه مغز بدون ایجاد بافت بیش از حد و ایجاد آسیب است. در سایت مورد نظر، چگالی قدرت 1 تا 10 mW / mm2 به طور معمول برای دستکاری موفق فعالیت های نورونی مورد نیاز است، اما اپسین ها با افزایش حساسیت نور، به طور مداوم برای کاهش میزان نور مورد نیاز طراحی می شوند. انتخاب منبع لیزری برای اپتوژنتیک بسیار ظریف است و چند پارامتر باید با دقت مورد توجه قرار گیرد.

اول، پس از انتخاب مناسب اپسین ، یک لیزر با طول موج خروجی مطابق با حساسیت opsin باید انتخاب شود. در حال حاضر، طول موج های مورد استفاده در حال حاضر 473، 532، 561، 594 و 638 نانومتر است.

دوم، لیزر باید توان خروجی کافی برای موفقیت فعال سازی opsin فراهم کند. به این ترتیب، لیزر باید برای تمامی تلفات در سیستم تحویل فیبر، باید توانایی قدرت داشته باشد. قدرت نیز باید قابل تنظیم باشد، چرا که الزامات نور برای تولید جریان های فوتونی می تواند به طور قابل توجهی از یک حیوان به دیگری متفاوت باشد، به عنوان مثال به علت متفاوت بودن بیان opsin. قدرت مورد نیاز برای جلوگیری از آسیب بافت از طریق قرار گرفتن در معرض نور بیش از حد مورد نیاز است. یک نیاز معمول برای قدرت امتیاز حداقل 100 مگاوات است که توان مصرفی آن کمتر از 20 مگاوات تا حداکثر امتیاز است.

سومین پارامتر مهم، ثبات قدرت در طول زمان است. این بسیار مهم است، به عنوان یک آزمایش می تواند برای ساعت انجام شود، و قدرت پایدار تضمین می کند که مصنوعات از تغییرات در برنامه نور ایجاد نمی شود. بنابراین تنوع قدرت کمتر از 2 درصد ضروری است.

قابلیت مدولاسیون لیزر نیز باید در نظر گرفته شود. فرکانس مدولاسیون توسط فرایند فیزیولوژیکی است که دستکاری اپتوژنتیک در نظر دارد برای تکرار یا مدل؛ آن تحت تاثیر خواص سینتیکی opsin قرار دارد. برخی از الگوهای فعالیت در مغز آهسته و به ترتیب ثانیه، در حالی که دیگران بیش از 100 هرتز است.

همچنین مهم است که بار افزایش یا کاهش پالس نور کوتاه و دقیق و در مقیاس میلی ثانیه باشد. به همان اندازه مهم است که شکل پالس و سطح قدرت از یک پالس به دیگری در طول آزمایش همگام و قابل تکرار باشند.

دو نوع اصلی از لیزرهای مورد استفاده در اپتوژنتیک عبارتند از لیزر DPSS و دیودهای لیزری. هر دو فشرده در طراحی و قدرت کارآمد، آنها نیازی به سیستم های خنک کننده ندارند. دیودهای لیزری، ارزان ترین راه حل، در طول موج های آبی و قرمز در دسترس هستند، گرچه هنوز در سبز، زرد یا نارنجی نیستند. آنها می توانند به طور مستقیم با دقت و سرعت بسیار بالا و تنها با مدار الکترونیکی الکترونیکی محدود شوند (شکل 4). دیودهای لیزری را می توان در قدرت نزدیک به صفر و یا حداکثر قدرت امتیاز خود را بدون تفاوت در ثبات تنظیم شده است.