نوروفوتونیک

وضعیت فعلی نوروفوتونیک

با شروع سرمایه گذاری در تحقیقات مغزی قبل از تدوین طرح مغز ایالات متحده و پروژه مغز انسانی اروپا ، این رشته در سه زمینه اصلی نوروفوتونیک پیشرفت بزرگی داشته است: (الف) بهبود درک ما از نحوه کار مغز ، ( ب) تعدیل سیستم عصبی برای کنترل دقیق ، و (ج) تشخیص بیماری در جهت بهبود تشخیص و درمان.   میکروسکوپ کانفوکال ، میکروسکوپ چند فوتونی ، تصویربرداری مادام العمر با فلورسانس و بسیاری از این تکنیک ها در رابطه با کاوشگرهای مولکولی به محققان این امکان را داده است که فعالیت عصبی را در سطح مولکولی با تصاویر دیدنی و جذاب ارائه دهند که پنجره ای از فرایندهای مربوطه فراهم می کند و بینش جالب توجهی در مورد ساختار و عملکرد مغز .6 تکنیک های نوری جدید ، مانند میکروسکوپ تحریک مسطح (SCAPE) با جابجایی مسطح ، از شکار برخاسته اند تا کوچکتر ، سریع تر ، عمیق تر و در 3-D.7 را مشاهده کنند. عوامل کنتراست جدید با هدف ایجاد تجسم پویایی رویدادهای خاص و رویکردهای اصلاح شده ژنتیکی در حال تغییر روش نزدیک شدن ما به این حوزه از تحقیقات است .8 روشهای مختلف نوری نیز برای تعدیل سیستم عصبی ایجاد شده است. چندین بررسی را می توان با ارائه پیشرفته ترین اپتوژنتیک ، تکنیکی متکی به سلولهای مهندسی ژنتیک ، که بیانگر یک اپسین حساس به نور است و ممکن است با دقت بی سابقه ای روشن یا خاموش شود ، پیدا کرد. 9،10 این روش برای مطالعه شبکه های عصبی در سلول های عصبی کشت شده و همچنین مغز موش در داخل بدن استفاده شده است.

از طرف دیگر ، مدولاسیون عصبی مادون قرمز به یک روش بدون برچسب برای تحریک یا مهار فعالیت های عصبی متکی است و برای توسعه کاشت حلزون حلقوی جدید و همچنین نظارت بر عصب در بیماران در داخل بدن اعمال شده است. 11،12 روش های ترکیبی جدید نشان دهنده یک آینده مهیج برای تعدیل و کنترل سیستم عصبی که توانایی تحقق بخشیدن به رابط های انسان و ماشین را دارد. 13 رویکردهای نوری همچنین زمینه را برای تشخیص و هدایت جراحی بیماری مغز هموار کرده است. در حالی که اکثر این تحقیقات به دنبال استفاده از روشهای مختلف طیف سنجی برای بهبود نتیجه بیمار پس از برداشتن تومور مغزی هستند ، 14،15 تحقیق در مورد تشخیص زودرس بیماری آلزایمر نشانگر پتانسیل روشهای مبتنی بر نور برای بهبود مراقبت از بیمار است. 16

بدیهی است که این مقاله به منظور بررسی وضعیت پیشرفته در زمینه های مختلف نوروفوتونیک نیست و تمام تلاشهای تحقیقاتی مختلفی را که در این زمینه در جریان است عدالت را رعایت نمی کند. با این حال ، برخی از موضوعات موضوعی تحقیقات نوروفوتونیک را تأکید می کند و دریچه ای را برای فرصت های جدید برای محققان فعلی و آینده در این زمینه باز می کند.