Cerca de dez anos atrás, os neurocientistas começaram gradualmente dominar os métodos ópticos da pesquisa do cérebro. Ao longo do tempo descobriu-se que a óptica pode complementar organicamente – e em alguns casos e substitua – métodos tradicionais de uso de eletrodos em como a principal ferramenta de medição no estudo do cérebro.
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A pesquisa neurológica tradicional começa com implantação cirúrgica de eletrodos de metal no cérebro animal experimental, na maioria das vezes um coelho ou camundongo. Esses eletrodos direcionar tipos específicos de células que estão em certas áreas do cérebro. Então o animal é exposto exposição a vários estímulos externos e atividade elétrica neurônios em contato com os eletrodos são registrados pelo computador.
Uma análise cuidadosa e processamento desses sinais elétricos é então se traduz em uma imagem de células individuais excitadas de acordo com um padrão específico. Então esses padrões correlacionar com os processos de aprendizagem, memorização, processamento sensorial dados e outras funções cerebrais. Portanto, pesquisas com O uso de eletrodos depende totalmente da observação.
No entanto, a óptica em combinação com a genética é uma ciência que recebeu nome optogenética – permite aos cientistas com precisão incrível controlar diretamente as funções cerebrais em vez de simples observações.
A pesquisa optogenética começa com a introdução de vírus transportador no cérebro do animal. Um gene é carregado no vírus, a proteína fotossensível codificante que forma o canal iônico, e então o vírus vai para neurônios específicos que são objeto de estudo. (O cérebro contém muitos tipos diferentes neurônios). Flash de luz implantado cirurgicamente ponta de fibra óptica abre canais de íons, forçando neurônio animado.
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Assim, as células do cérebro estudado podem literalmente ligar e desligar. Os recursos desta poderosa tecnologia são praticamente sem fim. Os exemplos incluem: recuperação da visão após dano retinal devido à excitação das células restantes sistema visual do cérebro; ligar e desligar a fome; treinamento cerebral na supressão da síndrome obsessivo-compulsiva. No entanto, deve-se dizer que, no momento, os planos de implementação Estudos optogenéticos em humanos não existem.
Para a organização dessa neurorrevolução, os biólogos devem agradecer físicos estudando óptica. Os lasers foram submetidos nos últimos anos melhoria tecnológica comparável ao desenvolvimento computadores nos últimos 50 anos: agora eles são mais fáceis, mais confiáveis e mais acessível do que nunca. O mesmo desenvolvimento ocorreu fibras ópticas que podem dobrar, enrolar e penetrar nos menores espaços. Hoje mesmo não especialistas podem coletar e controlar comercialmente sistemas ópticos acessíveis.
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