A magányos idegsejtek nem örökletes fotoakusztikus izgalma kúpos optikai optoakusztikus sugárzóval

Egyetlen idegsejtek nem genetikai fotoakusztikus stimulálása kúpos szálú optoakusztikus emitterrel

A nagy térbeli felbontású neuromoduláció fontos az elme áramkörök megértésének, valamint a neurológiai betegségek terápiájának előrehaladásához. Itt egy kúpos szálas optoakusztikus sugárzót (TFOE) hoznak létre a magányos idegsejtek, valamint a szubcelluláris keretek gerjesztésére. A TFOE lehetővé tette az asszimilációt spot clamp rögzítéssel, valamint az izgató, valamint a represszív idegsejtek sejttípus-specifikus hatását bevitte a fotoakusztikus izgalomba. A TFOE egy nem genetikai egysejtű, valamint egy sejtszintű inflexiós rendszert ad, amely vadonatúj megértését veszítheti közvetlenül az ultrahang neurostimulációs rendszerében.

A nagy térbeli felbontású neuromoduláció valójában létfontosságú módszer volt a neurológiai betegségek kezelésében, valamint az idegtudomány területén az alapvető megértés előmozdításában. Egy kis lakosság vagy esetleg magányos idegsejtek lövése különösen megváltoztathatja a kedvtelésből tartott állatok cselekedeteit vagy elmeállapotát. Az optogenetika hatékony megközelítés, amely képes szabályozni a populáció idegi feladatát patkányokban, ugyanakkor a vírustranszfekció iránti igény korlátozza alkalmazását nem emberi főemlősökben és emberekben. Gyorsan bővülő módszerként a koncentrált ultrahangot számtalan elme neuromodulációs alkalmazásban alkalmazták. Ugyanakkor a szokásos piezo-alapú átalakítók több milliméteres térbeli felbontást biztosítanak. Ezenkívül teszteli a sejtek elektrofiziológiai hatásának egyenes felmérését ultrahang izgalom alatt, teljes sejt-patch-clamp elektrofiziológiát alkalmazva, ami az arany tipikus stratégia a neuromoduláció biofizikai eszközeinek nagy pontosságú értékeléséhez. Még mindig olyan új, fontos kapacitásokkal rendelkező megközelítéseket keresnek, amelyek magukban foglalják a szoliter és a szubcelluláris pontosságot, valamint a magányos sejt elektrofiziológiai felvételének asszimilálását, hogy lehetővé tegyék a mechanikus izgalom megértését a magányos cella fokozatán, valamint hogy nagy pontosságot biztosítsanak. az esetleges szakmai alkalmazásokhoz.

Ben megjelent vadonatúj lapban Fénytudomány és alkalmazás, egy kutatócsoport, Chen Yang professzorok, valamint Ji-xin Cheng vezetésével a Boston Egyetemen valóban létrehoztak egy kúpos optikai optikai sugárzót (TFOE), amely felhasználja az optoakusztikus eredményt, valamint 40 μm-en belül lokális akusztikai területet hoz létre. , a fotoakusztikus idegi izgalomra a magányos cellában, valamint a szubcelláris fokozatra. A TFOE jelentős újítását mind a térbeli felbontás, mind az optoakusztikus konverzió hatékonyságában száltervezéssel, termékbeállítással, valamint vadonatúj lerakódási megközelítéssel érik el. Térbeli szempontból soha nem látott pontossággal mutattak akusztikus izgalmat. Ideiglenesen a TFOE által termelt szubmikroszekundumos periódusú magányos akusztikus impulzus hatékonyan bekapcsolta az idegsejteket, amelyet a hatékony neuromoduláció leggyorsabb akusztikus stimulációjaként fedeztek fel. Fontos, hogy a TFOE által termelt, a területhez közeli akusztikai hullám lehetővé tette az optoakusztikus izgalmat, miközben egyidejűleg nyomon követte a sejtek működését, felhasználva az egész sejtfolt-rögzítőt. Kutatásaik sejttípus-specifikus hatást tártak fel az ingerlő és represszív idegsejtek akusztikus izgalma szempontjából.

Ezek a keresések feltárják a TFOE, mint rendszerinnováció elképesztő képességét az idegrendszer nem genetikai izgalma szempontjából, nagy térbeli és időbeli pontossággal. Számos vadonatúj kutatási esélyt biztosan megnyit a TFOE által biztosított vadonatúj kapacitás. Például azáltal, hogy felfedjük az ingerlő és a represszív idegsejtek akusztikus izgalmának sejttípus-specifikus határértékét, a különféle akusztikus stressz, valamint az időszak összefüggésbe hozható az adott sejttípus szelektivitásának elérésével a több léptékű elme területén. Eközben a szubmikroszekundum periódusú magányos akusztikus impulzus finomabban beállítható a stimuláció időbeli számbavétele érdekében, ami minden bizonnyal lehetővé teszi, hogy az idegsejtek feladatmintáinak szabályozása teljesen természetes idegi kódokra hasonlítson. Ezen túlmenően, az idegsejtek akusztikus gerjesztése farmakológiai vagy genetikai testreszabási ionhálózatokkal, amelyek beépülnek a foltbilincsbe, vadonatúj megértést ad a mechanikus neuromoduláció elektrofiziológiai eszközeiről. Mindenféle acélalkatrész nélkül a TFOE érzékeny az elektromágneses zavarokra, valamint gyakorlati mágneses rezgés képalkotással (fMRI) dolgozik, amely biztosítékot nyújt a jövőbeni kutatások számára az emberek cselekedeteinek és betegségeinek megértése érdekében. Tekintettel az ultrahang neuromoduláció növekvő vonzerejére, a TFOE sűrűsége, költséghatékonysága és rugalmassága széles esélyeket nyit meg az optoakusztikus eredmények neurotudomány területén történő felhasználására, a kutatók arra számítanak.