Prije desetak godina, neuroznanstvenici su postepeno počeli savladaju optičke metode istraživanja mozga. Vremenom ispostavilo se da se optika može organski dopuniti – a u nekim kućišta i zamijene – tradicionalne metode upotrebe elektroda u kao glavno mjerno sredstvo u istraživanju mozga.
Fotografija iz otvorenih izvora
Tradicionalna neurološka istraživanja počinju sa hirurška implantacija metalnih elektroda u mozgu eksperimentalna životinja, najčešće kunić ili miš. Ove elektrode ciljaju određene vrste ćelija koje se nalaze određena područja mozga. Tada se životinja izlaže izloženost različitim vanjskim podražajima i električna aktivnost bilježe se neuroni u kontaktu s elektrodama računar.
Tada je pažljiva analiza i obrada ovih električnih signala prevodi u sliku pojedinih ćelija uzbuđenih u prema određenoj šemi. Onda ovi obrasci koreliraju s procesima učenja, pamćenja, obrade čula podaci i druge moždane funkcije. Stoga, istraživanje sa upotrebom elektroda potpuno se oslanjaju na pasivno posmatranje.
Međutim, optika u kombinaciji s genetikom je nauka koja je dobila naziv optogenetika – omogućava naučnicima nevjerovatnu tačnost direktno kontrolirati moždane funkcije umjesto jednostavnih zapažanja.
Optogenetska istraživanja počinju uvođenjem nosilac virusa u mozgu životinje. U virus se učita gen, kodirajući fotoosjetljivi protein koji formira ionski kanal, i onda virus prelazi u specifične neurone koji jesu predmet proučavanja. (Mozak sadrži mnogo različitih vrsta neurona). Hirurški implantirano svjetlo bljeskalice vrh optičkih vlakana otvara ionske kanale, forsirajući uzbuđen neuron
Fotografija iz otvorenih izvora
Tako stanice ćelije proučavanog mozga mogu bukvalno uključi i isključi. Mogućnosti ove moćne tehnologije su praktički beskrajan. Primjeri uključuju: Oporavak vida nakon oštećenje mrežnice zbog ekscitacije preostalih ćelija vizualni sistem mozga; uključivanje i isključivanje gladi; trening mozga u suzbijanju opsesivno-kompulzivnog sindroma. Međutim, treba reći da u ovom trenutku planovi za implementaciju Optogenetske studije na ljudima ne postoje.
Za organizaciju ove neurorevolucije, biolozi moraju zahvaliti fizičari koji proučavaju optiku. Laseri su prošli posljednjih godina tehnološko poboljšanje uporedivo sa razvojem računari u poslednjih 50 godina: Sada su lakši, pouzdaniji i pristupačniji nego ikad prije. Isti razvoj se dogodio optička vlakna koja se mogu savijati, uvijati i prodiru u najsitnije prostore. Danas čak nespecijalisti mogu komercijalno prikupiti i kontrolirati pristupačni optički sistemi.
Virusi
