オプトジェネティクス - 光で细胞や动物をコントロールする

今から300年以上前、ルイジ・ガルバニはカエルの足に电気を流すとけいれんすることを発见しました。これは、神経细胞（ニューロン

科学者は长年にわたり、小さな电极を使ってニューロンに电気パルスを加えて、命令に応じてニューロンを発火させてきました。これにより、科学者はニューロンの一部がどのようにつながっているかを调べ、さらに脳のどの部分が体のどの部分をコントロールしているかをマッピングしました。

しかし、脳は私たちの身体の动きをコントロールするだけではありません。脳は、考え、记忆し、私たちの感覚器官（目、耳など）25

それが今、とても速く変化しています。科学者は、あらゆる种类のツールや技术を使って动物の脳を研究しています。特にマウスは、人间と基本的な脳の构造が似ている哺乳类であるため、よく使われる実験材料です。

脳科学を活気づけるオプトジェネティクス

神経科学者のツールボックスの中にある最新の方法は、オプトジェネティクスと呼ばれています。これは电极の代わりに光を使って神経を発火させます。これを実现するために、科学者はオプシンと呼ばれる特殊なタンパク质分子を使用します。具体的には、これらは光が当たると反応するタンパク质です。

2005

このように、生きているマウスの神経细胞に、物理的に电极を接続するのではなく、ある色の光を当てるだけで、神経细胞を発火させることができるようになりました。また、别の色の光を当てることにより神経が発火するのを防ぐために别のオプシンを使うこともできます。これがオプトジェネティクスです。

オプトジェネティクスのための天博体育app下载ザの軽快さ

オプトジェネティクスの大きな利点は、光が非接触の选択的なツールであり、物理的な电极よりもはるかに侵入性が少ないことです。また、光は対象の动物を伤つけることなく、すばやくあちこちに移动することができます。さらに、天博体育app下载ザであれば、小さなスポットに绞って照射することができるので、脳の特定の部分だけを刺激する（または不活性化させる）ことができます。

最先端のオプトジェネティクス実験では、连贯的摩纳哥のようなウルトラファースト天博体育app下载ザが使用されています。ウルトラファースト天博体育app下载ザの利点は、「多光子励起」と呼ばれる效果を利用して、マウスの脳内の个々の神経细胞を选択的に励起することができることです。さらに、この技术に使われている赤外光は、大脳皮质に效率よく浸透します。

最近では、コンピュータのアルゴリズムでコントロールされた复数の天博体育app下载ザスポットのパターンを投影する神経科学者も増えています。これにより、正确に的を绞った何百もの神経细胞を刺激し、それらがどのように相互作用するかを正确に见ることができます。これが実际にどのように起こるのかを追迹するには、相干Axonや变色龙シリーズの天博体育app下载ザと摩纳哥を组み合わせた、さまざまな多光子励起（MPE）顕微镜技术を使用します。

最终的に、神経科学者は、より多くのニューロンがどのように通信し、相互に作用しているかをリアルタイムで计测できるようになるでしょう。神経が电気パルスで机能することがわかってから约250 年后に、科学者はようやくマウスの脳が右に曲がるか左に曲がるかを决める仕组みを解明しつつあります。あとは、车のキーをどこに置いたか覚えていれば ...

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