تکنیک های تحریک انتخابی- الگویی شبکه های عصبی مغز در اپتوژنتیک

عملکرد مغز برخواسته از فعالیت هماهنگ میان نورون ها است که اجزای سلولی مغز به شمار می روند. سلول های عصبی در مدارهای سه بعدی پیچیده ای سازمان دهی می شوند. این مدارها شامل ده ها نوع سلول عصبی متفاوت هستند که در زیر شبکه هایی که عملکرد های خاص را در مغز تعیین می کنند، در کنار یکدیگر آرایش یافته اند. پرسش اساسی در علم اعصاب این است که الگوهای فعالیت چگونه در این مدارهای پیچیده ی سلولی، عملکرد مغز و نیز رفتار ناشی از آن را کنترل می کنند. پاسخ به این سوالات به دلیل مشکلات مربوط به دستکاری فعالیت های نورون های خاص در مقیاس زمانی سریع، چالش برانگیز شده است، زیرا پاسخ عصبی به تحریک خارجی می تواند تنها به کوتاهی چند میلی ثانیه و یا حتی کمتر باشد. پیشرفت ها در زمینه ی اپتیک و نیز توسعه ی مولکول هایی که توانایی پیدا کردن نورون های ویژه و دستکاری فعالیت های عصبی آنها را دارند، مطالعه ی سیستم عصبی مرکزی و توانایی ما را در پاسخگویی به چنین سوالاتی متحول ساخته است. در عین حال این روش دارای چالش هایی است که کاربرد آن را محدود می کنند. تکنیک های جدید نوری در ترکیب با روش اپتوژنتیک می توانند چالش های مربوط به این روش را تا حد زیادی برطرف سازند.

کلیدواژه ها:

اپتوژنتیک ، اپسین میکروبی ، (ChR2) Channelrhodopsin ، NpHR (Halorhodopsin) ، بیان اپسین ، الگوی زمانی- مکانی ، تابش الگویی ، مدولاتور ، DMD