اپتوژنتیک و دستکاری نوری

با ترکیب روش‌های ژنتیکی و نوری، "اپتوژنتیک" اجازه کنترل (تحریک یا خاموش کردن) سلول‌های قابل فعال‌سازی الکتریکی و ژنتیکی را با دقت زمانی بالا داده است. این امر با اجازه دادن به تشریح عملکرد مدارهای عصبی به شدت بر تحقیقات علوم اعصاب تأثیر گذاشته است. از زمان اولین نمایش in-vivo، فناوری اپتوژنتیک برای پستاندارانی که آزادانه حرکت می کنند به کار گرفته شده است و در نهایت می تواند اساس درمان اختلالات عصبی مانند بازسازی بینایی، درمان روانپزشکی و کنترل درد باشد. فناوری اپتوژنتیک همچنین بر سایر زمینه های تحقیقاتی زیست پزشکی مانند کنترل عملکرد قلب، تمایز سلول های بنیادی و برنامه ریزی مجدد فعالیت های متابولیک در سلول های پستانداران تأثیر می گذارد. در همه این تنظیمات، اپتیک هم در ارائه نور برای کنترل سلولی و هم در برخی موارد برای تصویربرداری از پیامدهای این کنترل نقش مهمی ایفا می کند. معرفی اپتیک غیر خطی کنترل فضایی بسیار دقیق و عمیق تحریک اپتوژنتیک را امکان پذیر کرده است. اگرچه فناوری فیبر نوری و موجبر انتقال نور به نواحی بافت هدف را ممکن می‌سازد، سایر فناوری‌های تصویربرداری فوتونیک این پتانسیل را دارند که به طور قابل‌توجهی به بازخوانی‌های تصویربرداری از فعالیت‌های عصبی/سلولی در طول تحریک اپتوژنتیک کمک کنند (مانند میکروسکوپ درون حیاتی، بازتاب منتشر، فلورسانس، و SHG و غیره). در حالی که درک دقیق اپتیک بافت برای تحویل نور تحریک ضروری است، استفاده از روش های کریستالوگرافی و طیف سنجی درک فرآیندهای برهمکنش بین نور و مولکول های اپتوژنتیک را افزایش می دهد.