Wissenschaftler am MIT Media Lab haben einen Weg reversibel Stille Gehirnzellen mit Impulsen von gelbem Licht, die Aussicht auf die Steuerung der drunter und drüber Neuronen-Aktivität, die bei Erkrankungen wie Epilepsie und Parkinson-Krankheit auftritt erfunden.
Solche Krankheiten müssen oft durch Entfernen Neuronen, die Feuer nicht richtig behandelt werden. Die neue MIT Forschung könnte zur Entwicklung von optischen Gehirn Prothetik zu Neuronen Kontrolle führen, wodurch die Notwendigkeit für irreversible Operation.
"In der Zukunft, die Steuerung der Aktivitätsmuster der Neuronen kann sehr spezifische Behandlungen für neurologische und psychiatrische Erkrankungen zu ermöglichen, mit wenigen oder keinen Nebenwirkungen", sagte Edward Boyden, Juniorprofessor an dem Programm in Media Arts and Sciences und Leiter des Media Lab neue Neuroengineering und Neuromedia Group.
Boyden und Media Lab Research Affiliate Xue Han veröffentlichten ihre Ergebnisse in der 21. März Ausgabe des Online-Journals Public Library of Science ONE (PLoS One).
Die Arbeit nutzt ein Gen namens Halorhodopsin in einem Bakterium, das in sehr salzigem Wasser wächst, wie der Great Salt Lake in Utah gefunden. In dem Bakterium, Natronomas pharaonis, das Gen kodiert für ein Protein, das als Licht-aktivierte Chlorid-Pumpe, die das Bakterium zu Energie hilft dient.
Wenn Nervenzellen entwickelt werden, um die Halorhodopsin exprimieren, können die Forscher ihre Aktivität durch leuchtendes gelbes Licht auf sie zu hemmen. Licht aktiviert den Chlorid-Pumpen, die Chlorid-Ionen-Laufwerk in den Neuronen, senken ihre Spannung und ihre silencing feuern.
Das hemmende Wirkung kann sehr nützlich sein im Umgang mit Krankheiten, die durch Out-of-Control-Neuron feuern verursacht, sagte Boyden. "In solchen Krankheiten, die Hemmung direkter als Anregung, weil Sie herunterfahren können neuronalen Schaltkreise, die verhalten unberechenbar sind", sagte er.
Viele Epilepsie-Patienten haben Elektroden, die in regelmäßigen Abständen geben ihrem Gehirn einen elektrischen Schock implantiert, als ein Defibrillator zum Herunterfahren überaktiven Nervenzellen. Diese neue Forschung eröffnet die Möglichkeit einer optischen Implantat, das Gleiche zu tun hätte, mit Licht statt Strom. Das Media Lab Neuroengineering Gruppe plant, Studium beginnen solche Geräte in transgenen Mäusen in diesem Jahr.
Der Konzern plant außerdem, die neue Methode verwenden, um neuronale Schaltkreise zu untersuchen. Im vergangenen Jahr entwickelte Boyden eine Technik, um Neuronen durch strahlend blaue Licht auf sie zu stimulieren, so mit blauem und gelbem Licht können die Forscher nun üben exquisite Kontrolle über die Stimulation und Hemmung der einzelnen Neuronen.