Neironu gaismas slēdzis tagad ieslēdzas un izslēdzas

Optoģenētika ir nesens jauninājums neirozinātnē, kas dod pētniekiem iespēju kontrolēt neironu darbību ar gaismu. Izmantojot šo jaudīgo rīku, pētnieki izjauc atmiņas, uzvedības un slimību bioloģisko pamatu (skatiet sadaļu Zinātnieki liek pelēm “atcerēties” lietas, kas nenotika, un Trauksmes izslēgšanas slēdzis). Taču pirmajos šīs tehnoloģijas pastāvēšanas gados proteīni, ko zinātnieki pievienoja neironiem, lai tie reaģētu uz gaismu, bija labi tikai neironu aktivizēšanai. Tas ierobežoja pētnieku spēju izprast neironu ķēdes, savstarpēji saistītu neironu kopas, kas, domājams, kontrolē uzvedību un, ja aizdedzina, ir daudzu smadzeņu stāvokļu pamatā. Problēmas var rasties no jebkura ķēdes darbības nelīdzsvarotības neatkarīgi no tā, vai tā ir pārāk liela vai pārāk maza.

Tagad divas pētniecības grupas ir izstrādājušas jaunas optoģenētiskas olbaltumvielas, kuras var izmantot, lai efektīvi apklusinātu neironus. Viens no diviem jaunajiem proteīniem nāk no laboratorijas Kārlis Deisserots , Stenfordas Universitātes psihiatrs un neirozinātnieks, kurš palīdzēja izstrādāt optoģenētiku kā pētniecības instrumentu. Viņa grupas jaunais izslēgšanas slēdzis neironiem tika izveidots, nomainot 10 no 333 aminoskābēm esošajā optoģenētiskajā proteīnā, kas pats tika izveidots, apvienojot dabiskos proteīnus no zaļās aļģes . Šis progress rada spēcīgu rīku, kas ļauj neirozinātniekiem ar milisekundes precizitāti iedarbināt bremzes jebkurā konkrētā ķēdē, teikts Nacionālā garīgās veselības institūta direktora Tomasa Insela izplatītajā paziņojumā. Otrs jaunais trokšņa slāpēšanas proteīns , ko izstrādājuši Berlīnes Humbolta universitātes zinātnieki un līdzstrādnieki, tika izveidots, mainot aminoskābes tajā pašā esošajā optoģenētiskajā proteīnā.

Daži pētnieki arī meklē optoģenētiku kā potenciālu ārstēšanu pacientiem ar dažādiem stāvokļiem (skatiet sadaļu Pelēm un varbūt vīriešiem, sāpes pazūd vienā mirklī un Gaismu pārslēgšana, lai apturētu krampjus), taču ir jāpārvar milzīgas problēmas. . Metode prasa šūnu ģenētisko modifikāciju, lai padarītu tās gaismas jutīgas. Tam nepieciešami arī implantēti gaismas avoti visiem nervu galiem, izņemot seklākos nervu galus.

paslēpties