اپتوژنتیک: کنترل سلولهای زنده با استفاده از نور

یکی از چالشهای بزرگ در علوم اعصاب دانستن این است که چطور رفتارهای خاص مانند غذا خوردن، خشم، شناخت و حرکت از فعالیت و برهمکنش سلولهای منفرد در شبکه های عصبی ناشی می‌شوند. دستکاریهای ژنتیکی، فارماکولوژیکی و یا تخریب و آسیب به یک ناحیه مغزی برای بررسی پاسخ شبکه عصبی در زمان انجام یک رفتار بکار گرفته می‌شوند. این روشها فاقد دقت زمانی در سیگنالینک و کدگذاری عصبی هستند. با استفاده از اپتوژنتیک محققین می‌توانند فعالیت نوع خاصی از سلولها و مسیرهای عصبی را با دقت و سرعت بالا کنترل کنند که فقط با استفاده از نور قابل انجام است. این تکنیک انقلابی را در حوزه علوم اعصاب ایجاد کرده است و یک راه جدید را فراهم آورده است تا نقش هر یک از مدارهای عصبی مورد بررسی قرار گیرد. در این اینجا ما شرح حالی از این فناوری را خواهیم گفت و بطور مختصر در رابطه با اپسینهای مورد استفاده در اپتوژنتیک و مطالعاتی که در محیط درون تن شبکه های عصبی مختلف را مورد بررسی قرارداده اند را مرور خواهیم کرد.

Optogenetics: control of living cells by light

Finding how certain behavior such as food consumption, aggression, cognition and movement arise from the interactions of individual cells in the neural circuits is a major challenge in neuroscience. Genetically, pharmacologically or lesioning manipulations have been used to investigate the response of neural network during a behavioral task. However, these approaches lack temporal precision on the timescale of neural coding and signaling. Using optogenetics researchers can control and manipulate the activity of specific cell types and projections with the speed and precision uniquely applicable by light. Optogenetics has revolutionized the field of neuroscience, and has enabled researchers to investigate the causal roles of specific neural circuit components. Here, in this review we consider the current state of this technology and provide a brief introduction of different opsins used in optogenetics and applying optogenetics in vivo to investigate function of different neural networks.