Beyinde Nöronlar Arasındaki İletişimi Daha İyi Anlamak

Optogenetik alanında, bilim adamları beyindeki nöronların aktivitesini ışık kullanarak araştırırlar. Prof. Dr. İlkay Diester ve Dr. David Eriksson başkanlığındaki ekip Freiburg Üniversitesi Optophysiology laboratuvarında, beyinde aynı anda düzgün kayıt yapmak, multifiber uyarımlar, 3D optogenetik uyarım, bağlantı kopukluğu ve davranışsal ölçümü için yeni bir yöntem geliştirdi ve sonuçlar Nature Communications'da sunuldu. Diester, "Çalışmamız, büyük ölçekli fotoğraf kaydı ve beyin alanlarının herhangi bir kombinasyonunda hızlı sinirsel iletişimin kontrollü sorgulanmasının önünü açıyor. Bu, beyin işlevini sürdüren nöronlar arasındaki hızlı ve çok katmanlı diyalogları çözmemize yardımcı olabilir." yorumunda bulunmuştur.

Araştırma grubu, Freiburg Üniversitesi Mikrosistem Mühendisliği Bölümü'nden (IMTEK) Dr. Patrick Ruther ile iş birliği içinde, beyindeki nöronal aktivitenin kontrollü sorgulanması ve kaydedilmesi için yeni bir yöntem geliştiriyor. Bunu yapmak için ekip, minimal invaziv optogenetik implantasyon için hücre boyutlu optik fiberlerden yararlanıyor: "Yüksek kaliteli kayıtlar ve ultra hızlı, çok kanallı optogenetik kontrol elde etmek için yan yana fiberleri silikon problarla birleştiriyoruz."

Sisteme, Kaynaşmış Fiber ışık Emisyonu ve Hücre dışı Kayıt veya FIEHDK diyorlar. Herhangi bir silikon sonda takılabilir optik fiberler ek olarak, ekibinin verimli çok kanallı stimülasyon fotovoltaik yanıtı yönetmek için, genel amaçlı yama kablosu ve bir algoritması için doğrusal derinlik-çözüldü stimülasyon, hafif fiber matrix konnektör, esnek multifiber şerit kablo, optik komütatör kullanılmaktadır. Diester, "Alternatif yaklaşımımız, harici değiştirilebilir bir ışık kaynağı aracılığıyla istenen herhangi bir dalga boyunu uygulama esnekliğini koruyor ve beyin dokusunun farklı derinliklerinde optogenetik stimülasyonu mümkün kılıyor" demiştir.

Ilka Diester, Biyoloji Enstitüsü III ve Freiburg Üniversitesi'ndeki araştırma merkezi IMBIT / BrainLinks-Braintools'ta nöronal devrelerin işleyişini araştırmak için optofizyoloji, yani yeni optik araçlar kullanan bir araştırma grubuna başkanlık etmektedir. Bilim adamları, her ikisi de serebral korteksin bir parçası olan prefrontal ve motor korteks arasındaki etkileşimlerin yanı sıra motor ve bilişsel kontrolün nöronal temelini araştırmaktadırlar.