Circa dieci anni fa, i neuroscienziati iniziarono gradualmente padroneggiare i metodi ottici della ricerca sul cervello. Nel tempo si è scoperto che l’ottica può completare organicamente – e in alcuni sostituire e sostituire i metodi tradizionali di utilizzo degli elettrodi come principale strumento di misurazione nello studio del cervello.
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La ricerca neurologica tradizionale inizia con impianto chirurgico di elettrodi metallici nel cervello animale sperimentale, spesso un coniglio o un topo. Questi elettrodi target specifici tipi di celle che si trovano alcune aree del cervello. Quindi l’animale viene esposto esposizione a vari stimoli esterni e attività elettrica i neuroni a contatto con gli elettrodi vengono registrati un computer.
Quindi un’attenta analisi ed elaborazione di questi segnali elettrici si traduce in un quadro di singole cellule eccitate secondo uno schema specifico. Quindi questi schemi correlarsi con i processi di apprendimento, memorizzazione, elaborazione sensoriale dati e altre funzioni cerebrali. Pertanto, ricerca con l’utilizzo degli elettrodi si basa completamente su passivo osservazione.
Tuttavia, l’ottica in combinazione con la genetica è una scienza che ha ricevuto nome optogenetica: consente agli scienziati una precisione incredibile controlla direttamente le funzioni cerebrali invece che semplici osservazioni.
La ricerca optogenetica inizia con l’introduzione di virus portatore nel cervello dell’animale. Un gene viene caricato nel virus, la proteina fotosensibile codificante che forma il canale ionico e quindi il virus va a neuroni specifici che lo sono oggetto di studio. (Il cervello contiene molti tipi diversi i neuroni). Flash leggero impiantato chirurgicamente la punta in fibra ottica apre i canali ionici, forzando neurone eccitato.
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Pertanto, le cellule del cervello studiato possono letteralmente accendere e spegnere. Le capacità di questa potente tecnologia sono praticamente senza limiti. Gli esempi includono: Recupero della vista dopo danno alla retina dovuto all’eccitazione delle cellule rimanenti sistema visivo del cervello; accendere e spegnere la fame; allenamento del cervello nella soppressione della sindrome ossessivo-compulsiva. Tuttavia, va detto che al momento, i piani di attuazione Non esistono studi optogenetici sull’uomo.
Per l’organizzazione di questa neurorevoluzione, i biologi devono ringraziare fisici che studiano l’ottica. I laser hanno subito negli ultimi anni miglioramento tecnologico paragonabile allo sviluppo computer negli ultimi 50 anni: ora sono più facili, più affidabili e più accessibile che mai. Lo stesso sviluppo ha avuto luogo fibre ottiche che possono piegarsi, arricciarsi e penetrare negli spazi più piccoli. Anche oggi i non specialisti possono raccogliere e controllare commercialmente sistemi ottici convenienti.
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