als_Latn dik_Latn sna_Latn
Ky artikull me titull “Hulumtuesit lexojnë dhe shkruajnë aktivitetin e trurit me dritë” është shkruar nga Mo Costandi, për theguardian.com më 22 dhjetor e hënë 2014 14.00 UTC
Një ekip i Neuroscientists në University College në Londër ka zhvilluar një mënyrë të re të njëjtën kohë regjistrimit dhe manipulimin aktivitetin e qelizave të shumta në trurin e kafshëve të gjalla duke përdorur pulses e dritës.
Teknika, përshkruar sot në revistën Metodat Nature, kombinon dy ekzistuese shtet-e-artit-neurotechnologies. Kjo eventualisht mund të lejojë studiuesit për të bërë larg me microelectrodes rëndë ata tradicionalisht të përdorura për të shqyrtuar aktivitetin neuronal, dhe për të marrë në pyetje funksionimin e trurit në nivel qelizor në kohë reale dhe me detaje të paparë.
Një prej tyre është optogenetics. Kjo përfshin krijimin e minj engineered gjenetikisht shprehin proteina algal quajtura Channelrhodopsins në grupe të caktuara të neuroneve. Kjo e bën qelizat e ndjeshme ndaj dritës, duke lejuar hulumtuesve të kaluar qelizat në ose off, në varësi të cilën Channelrhodopsin proteina ata shprehin, dhe cila gjatësi vale të dritës përdoret. Kjo mund të bëhet në një periudhë kohore Millisekonda-nga-Millisekonda, duke pulses e dritës lazer dorëzuar në trurin e kafshëve nëpërmjet një fibër optike.
Tjetër është imazhit kalcium. Sinjalet Kalcium janë vendimtare për vetëm në lidhje me çdo aspekt të funksionit neuronal, dhe qelizat nervore shfaqin një rritje të papritur në kalcium përqendrimit jon kur ata fillojnë të zjarrit off impulse nervore. Using dyes that give off green fluorescence in response to increases in calcium concentration, e kombinuar me dy-foton mikroskopi, Hulumtuesit mund të zbulojë këtë nënshkrim për të parë që qelizat janë aktivizuar. Në këtë mënyrë, ata mund të në mënyrë efektive 'lexojnë' veprimtarinë e popullsive të tëra celularë në feta indeve të trurit apo trurin gjalla.
Ngjyra Kalcium-sensitive janë injectable, kështu i synimeve të tyre me saktësi është e vështirë, dhe më shumë kohët e fundit, Hulumtuesit kanë zhvilluar sensorë gjenetikisht-koduara kalcium për të kapërcyer këtë kufizim. Minjtë mund të engineered gjenetikisht për të shprehur këto proteina kalcium-sensitive në grupe të caktuara të qelizave; si ngjyra para tyre, ata, shumë, lëshon dritë në përgjigje të rritjes së përqendrimeve jon kalciumit në qelizat shprehur ato.
Secila prej këtyre metodave është jashtëzakonisht i fuqishëm kur përdoret vetëm. Më parë këtë vit, për shembull, hulumtuesit në MIT përdorur optogenetics për emërtim dhe pastaj manipuluar popullatat neuronale kodon kujtime në trurin e miut, ndërsa një ekip në Janelia Farm përdorur Imazhe kalcium për të kujtoj shkarkimin e çdo neuron i vetëm në tru embrionale zebrafish.
Adam Packer dhe kolegët e tij krijoi një tendosje e minj që shprehin proteina Channelrhodopsin dhe një ultrasensitive proteinë kalcium-detyruese në neuroneve në korteksin fuçi, pjesa e trurit që merr informacionin ndijor nga mustaqe. Në këtë mënyrë, ata optogenetically mund të aktivizoni qelizat specifike ndërsa gjithashtu duke përdorur me shpejtësi të lartë kalciumi imazhit të kujtoj se si ata dhe qelizat e tjera në popullatën reagojnë për stimulimin, përmes transparente 'dritare' scraped në kafkat e kafshëve.
Kombinimi i metodave të mundësuar kërkuesit për të përcaktuar se cila neuronet kontribuojnë në një funksion të veçantë, dhe pastaj të synuar ato shumë pikërisht. Për të demonstruar saktësi e teknikës, ata kanë përdorur një pajisje programueshëm quajtur një dritë antivibrator hapësinor që ndan dritën trare në një holografik përbërë nga 'beamlets' më të vogla, dhe pastaj aktivizuar njëkohësisht gjashtë neuroneve të rregulluar në formën e një fytyrë smiley.
Ka mënyra të tjera të njëjtën kohë leximit dhe shkrimit aktivitetin neuronal, por ata kanë të meta. Microelectrodes vetëm mund të përdoret për të stimuluar disa qeliza dhe rekord nga të tjerët, ose elektroda stimuluese mund te kombinohet me nje teknikës imazhit. Kjo prodhon ndërhyrje në mes hyrjes dhe daljes kanaleve të, megjithatë, që mund të ndikojë rezultatet.
Me qasje të re, frekuenca e dritës përdoret për të stimuluar neuronet nuk përputhen me atë emetuar nga sensor kalciumit, kështu ka interference minimal midis dy kanale, dhe dritë rreze holographic stimulon neuronet me një procedurë "të shpejtë skanimit 'zgjat vetëm 2 femtoseconds (billionths e një të dytë) which further reduces the interference.
Eksperimentet tregojnë se metoda e re e të gjitha-optike në të vërtetë mund të përdoret për të njëjtën kohë rekord dhe të ndërhyjë në veprimtarinë e popullsive neuronal. Ata gjithashtu tregojnë se ajo mund të përdoret vazhdimisht për disa javë, ose edhe muaj, në zgjuar, sillen kafshët. Hulumtuesit padyshim do të vazhdojë të zhvillojë dhe përmirësojë mbi metodën, në mënyrë që të mësojnë më shumë për lidhjen midis trurit dhe sjelljes dhe deshifroj kodet përkatëse nervore.
"Ne jemi të ngazëllyer për këtë,"Thotë autori i lartë Michael Häusser. "Ajo bashkon dy revolucioneve në Neuroscience dhe shënon një epokë të re në të cilën ne mund të braktisin elektroda dhe të përdorin dritë vetëm për të hetuar qarqeve nervore gjatë sjelljes."
Referim: Paketues, Një. M., et al. (2014). Manipulim simultan të gjitha-optike dhe regjistrimi i aktivitetit qark nervor me Rezolutën qelizor në vivo. Natë. Metodat, Advance publikimin në internet. DOI: 10.1038/Nmeth.3217
guardian.co.uk © Guardian News & Media Limited 2010
Publikuar nëpërmjet Guardian News Feed plugin për WordPress.
als_Latn als_Latn als_Latn als_Latn als_Latn als_Latn als_Latn als_Latn als_Latn als_Latn als_Latn als_Latn als_Latn als_Latn eng_Latn als_Latn