Ne paveldimas pavienių nervinių ląstelių fotoakustinis sužadinimas kūginio pluošto optoakustiniu spinduoliu

Ne genetinė pavienių neuronų fotoakustinė stimuliacija siaurėjančio pluošto optoakustiniu spinduoliu

Neuromoduliacija esant didelei erdvinei raiškai yra svarbi proto grandinių supratimui, taip pat neurologinių ligų terapijai. Čia yra sukurtas kūgio pluošto optoakustinis spinduolis (TFOE), skirtas sužadinti pavienių nervinių ląstelių, taip pat poelementines sistemas. TFOE leido įsisavinti fiksuojant taškinius spaustukus, taip pat įvedė ląstelių tipui specifinį sužadinimo ir represinių nervinių ląstelių poveikį fotoakustiniam jauduliui. TFOE suteikia ne genetinę pavienių ląstelių, o subląstelinių linksnių sistemą, kuri gali prarasti visiškai naują supratimą tiesiai į ultragarso neurostimuliacijos sistemą.

Neuromoduliacija esant didelei erdvinei raiškai iš tikrųjų buvo gyvybiškai svarbus metodas kovojant su neurologinėmis ligomis, taip pat siekiant pažinti pagrindinį supratimą neuromokslų srityje, šaudant mažai gyventojų ar galbūt pavienių nervinių ląstelių, ypač gali pasikeisti augintinio veiksmai ar proto būsena. Optogenetika yra veiksmingas būdas, leidžiantis reguliuoti žiurkių populiacijos nervų užduotis, tačiau viruso transfekcijos poreikis riboja jų taikymą nežmoginiams primatams ir žmonėms. Kaip greitai besiplečiantis metodas, koncentruotas ultragarsas iš tikrųjų buvo naudojamas daugybėje proto neuromoduliacijos programų. Tačiau standartiniai pjezo keitikliai pateikia daugybės milimetrų erdvinę skiriamąją gebą. Tai papildomai bandoma norint tiesiai įvertinti ląstelių elektrofiziologinį veikimą ultragarso jaudulyje, naudojant visos ląstelės lopo-spaustuko elektrofiziologiją, kuri yra aukso tipinė strategija siekiant tiksliai įvertinti neuromoduliacijos biofizikinius prietaisus. Vis dar ieškoma naujų požiūrių su svarbiais pajėgumais, susidedančiais iš pavienio, taip pat po dalinio tikslumo, taip pat į pavienių ląstelių elektrofiziologijos įrašų įsisavinimą, kad būtų galima suprasti mechaninį jaudulį pavienio elemento laipsnyje ir užtikrinti aukštą tikslumą. profesionaliems pritaikymams.

Išleistame visiškai naujame popieriuje Šviesos mokslas ir taikymas, tyrėjų grupė, vadovaujama profesorių Chen Yango ir Ji-xin Chengo iš Bostono universiteto, iš tikrųjų sukūrė kūgio pluošto optoakustinį spinduolį (TFOE), kuris naudoja optoakustinį rezultatą ir sukuria akustinę zoną 40 μm atstumu. , fotoakustiniam nerviniam jauduliui vienišoje kameroje, taip pat požeminiam laipsniui. Esminės TFOE naujovės tiek erdvinės skiriamosios gebos, tiek optoakustinės konversijos efektyvumo srityje pasiekiamos naudojant pluošto dizainą, gaminio pritaikymą ir visiškai naują nusodinimo metodą. Erdviškai jie parodė precedento neturintį tikslumą akustinį jaudulį. Laikinas, vienišas akustinis impulsas su sub mikrosekundės periodu, kurį gamina TFOE, efektyviai įjungė nervines ląsteles, o tai buvo nustatyta kaip greičiausia efektyvios neuromoduliacijos akustinė stimuliacija. Svarbu tai, kad TFOE sukurta arti ploto esanti akustinė banga įgalino optoakustinį jaudulį ir tuo pačiu metu sekti ląstelių veikimą naudojant visą ląstelių dėmės spaustuką. Jų tyrimai atskleidė ląstelių tipui būdingą akustinio sužadinimo poveikį sužadinimo, taip pat represinėms nervinėms ląstelėms.

Šie ieškojimai atskleidžia nuostabų TFOE, kaip sistemos naujovės, skirtą ne genetiniam nervų sistemos jauduliui, didelę erdvinę ir laiko tikslumą, galimybes. Daugelį naujų tyrimų galimybių, be abejo, atvers TFOE teikiami visiškai nauji pajėgumai. Pvz., Atskleidžiant ląstelių tipui būdingą akustinio sužadinimo ribą sužadinimo, taip pat represinėms nervinėms ląstelėms, įvairus akustinis stresas ir laikotarpis gali būti siejami su tam tikro ląstelių tipo selektyvumo pasiekimu daugialypėje proto srityje. Tuo tarpu pavienį akustinį impulsą su pogrupio mikrosekundės periodu galima tiksliau nustatyti, kad būtų galima atsižvelgti į stimuliacijos laiką, o tai tikrai leis reguliuoti nervinių ląstelių užduočių modelius, kad jie būtų panašūs į natūralius nervinius kodus. Be to, akustinis nervinių ląstelių sužadinimas su farmakologiškai ar genetiškai pritaikytais jonų tinklais, sujungtais su taškiniu spaustuku, suteikia visiškai naują supratimą apie mechaninės neuromoduliacijos elektrofiziologinius prietaisus. Neturint jokių plieninių dalių, TFOE nėra jautrus elektromagnetiniams trikdžiams, taip pat veikia su praktiniu magnetinės vibracijos vaizdu (fMRI), kuris užtikrina būsimų tyrimų tyrimus, siekiant suprasti žmonių veiksmus ir ligas. Atsižvelgdami į didėjantį ultragarso neuromoduliacijos patrauklumą, TFOE tankis, ekonomiškumas ir lankstumas atveria plačias galimybes naudoti optoakustinį rezultatą neuromokslų srityje, tiki mokslininkai.