光遗传学正在加速神经科学的发展

“为大脑提供光遗传学刺激具有挑战性，尤其是在小动物中，因为与光纤电缆的物理束缚相关的行为限制，"附属于亚利桑那大学和西北大学的研究作者写道. “这种限制会干扰某些类型的体内行为实验，并使其他实验变得不可能.此外，与这些和相关技术相关的穿透性探针会对神经组织的目标区域造成损害，从而使实验评估复杂化."

光遗传学是生物技术中的一个新兴领域，该领域利用光来控制活组织中的细胞，例如用于神经科学和行为科学以及眼科、心脏病学和其他领域的研究的神经元.

在光遗传学中，科学家将遗传密码添加到目标组织(通常是神经元)中，以使其能够产生称为视蛋白的光响应蛋白.插入了特定视蛋白的神经元在光照下可以“开启"，当光线消失时可以“关闭".

通常使用的视蛋白是 channelrhodopsin-2 (ChR2)，它来自绿藻莱茵衣藻.视紫红质是光激活的离子通道，在藻类中充当感觉光感受器，以实现趋光性——朝向或远离光刺激运动.本研究中使用的光遗传驱动器为藻类感光蛋白ChrimsonR.

现有的无线设备需要穿透颅骨和血脑屏障的侵入性刺激传递，这可能会导致损坏.为了应对这些挑战，科学家们创造了一种不需要电池或电线的装置，可以植入皮下，直接通过颅骨进行高强度光遗传学光刺激，而不会伤害颅骨或大脑.

这种微创、薄如纸的新型设备是物理渗透血脑屏障的一种有吸引力的替代方案.研究人员通过刺激啮齿动物的运动皮层以使用光脉冲产生转向行为来测试该系统.远距离光遗传学在自由移动的啮齿动物中进行.

“这种方法避免了对脑组织的损伤，促进了简单的手术植入，并实现了新的、基于动物行为学的神经科学实验，适用于大型实验领域，"研究人员报告说.

Copyright © 2021 Cami Rosso 版权所有.