optogenetics の前進

Thought LeadersKarl Deisseroth, M.D., Ph.D.D.H. Chen Professor of Bioengineering, Psychiatry
and Behavioral Sciences, Stanford University

Investigator of the Howard Hughes Medical Institute
4 月 Cashin-Garbutt 著先生とのカール Deisseroth、行なわれる M.D.、 Ph.D インタビュー。、 MA (Cantab)

optogenetics に導入を与えることができますか。 この技術はどのように精神医学によって促されましたか。

Optogenetics はライトを使用して頭脳に情報をもたらす方法です、頭脳を渡る特定のセルか接続を目標とします。 それはより類似した言語普通使用されるものがに頭脳の内で、あなたがの神経の回路部品と伝えるヘルプおよび頭脳シグナリングのように速いです。

頭脳シグナリング

それは総合作業、社会的行動およびメモリを遂行しているほ乳類の動作で遂行することができ事が働くどのようにだけ、場合がある心理学および神経学ではたらかないことをかどのようにそれはより深いレベルで理解にそれからドアを、開きます。

VimeoAZoNetwork からのライトが付いている制御ニューロン

正常があるにはのに必要とされる特定性および精密の新しい処置の種類を構築する頭脳の十分に深い理解がないことが精神医学者および神経学者の中で一般に考えられます。 患者のための話療法をするか、丸薬の形で薬物を与えるか、または頭脳の刺激の処置を与えているかどうか、全コミュニティで感じられます。

幸いにも、頭脳とインターフェイスする精密な方法の構築の目的は精神医学のためにちょうど重要ではないですが、それは基本的な神経科学のために余りにまた重要であり、それは optogenetics の最もエキサイティングなアプリケーションの 1 つです。 私の実験室は私達が頭脳の私達の基本的な理解の前進の点ではしてもいいものを調査する本質的に基礎科学の実験室です。

optogenetics はどのように神経科学の実験のより広い文脈に合いますか。

Optogenetics はかなり標準技術になりました、それを使用して現れた数十万枚の実験室およびペーパーが世界中にあります。 例えばセルの特定の種類の作業パターンが生理学か動作のために必要または十分であるかどうかかどうか何かがプロセスに必要または十分であるテストすることを使用されるツールキットの原因アームの部品です。

神経科学に他の多くのすばらしい技術があります、非常に強力な遺伝があり、解剖学は例えば用具を使います。 optogenetics 適合がある一方、これはどのように作業は作因的に重要であるかどうかテストできるかです。

optogenetics はどんな挑戦を克服することを私達が可能にしますか。

多くの年のために、神経科学者は効果的にずっと相関関係を調査しています。 Optogenetics は観察および相関関係から連れ去り、因果関係に連れて行きます。

この限定はフィールドのためにアドレス指定される optogenetics が神経科学の他のすべての美しく、基礎的な作業と非常に互いに作用し合う何かであり。 それはまた前の提供アプローチがかなりできなかった速度およびセルタイプ特定性を提供します。

optogenetics のどんな面を Pittcon 2017 年でウォーレス H. Coulter Lecture でカバーしますか。

私は出現の洞察力 optogenetic 蛋白質自身がどのようにに働くか述べています。 私はこれらの理解へ実際に過去の 8 年にわたって、および私または長時間捧げてしまった従って軽い作動したイオンチャネルです化学者および生化学者前に。

これらは私達がセルにそれらにライトに答えさせる入る蛋白質です optogenetic アプリケーションから分かれている美しい蛋白質です。 それらは藻および他の微生物から来まライトに答えるように動物がします従って Pittcon で、分子タイプ調査官に特別な関心であるこれらの蛋白質がどのように働くか私は述べています。

私はまたそれらの蛋白質の私達の深い理解が私達が新しい optogenetic アプローチを構築することをどのように可能にしたか述べています。 私達は私達に蛋白質の深い構造および機械論的な理解自体があるのでこれらの蛋白質の突然変異体および新しいバージョンを作れました。 それは全く新しい種類の optogenetics の実験に私達を導きました。 私はこの基本的な化学が神経科学の新しい前進のどのように原因となったか述べています。

他に何を話で論議しますか。 明快さ方法を論議しますか。

最近、それからおよび来た従って私はそれまた述べていますすべての方法および明快さに多くの作業があります。 多くの人々が私の自身の実験室を含んで、している何を、共通の作業の流れに技術をマージしています。

確立したら特定のセルタイプは明快さを使用して optogenetics、を使用して動物の動作で重要それからそれらの同じセルのネットワークを得ることができますです。 それは接続、あなたがである動作を引き起こす作業で重要知っているそれらの同じセルの回路図を、見ることを可能にします。 それは大きい一歩前進であり、移動し始めるのを助けました私達が神経の回路部品が複雑な動作をどのようにのもたらすか多くの実験室はこの技術、それを統合的な理解との方に使用しています。

どの技術がずっと作業にとって最も重要ですか。

このごろ、私達は多くの光学、イメージ投射、電気生理学を使用し、計算の分析におよび私達が前に想像できなかったなった特に重要な作成の美しい複素数データのストリームがあります。

私達が構造および作業データのテラバイトをおよびこれ得る単一マウスから私達が多数の実験をし、多くの動物を渡って調査される多くの人口原動力をテストし始めるときおよびかなり挑戦的であることを得ます従って私達はずっと重要余りにである非常に高度の計算方法を必要とします。

テクノロジーの進歩はどのように研究に影響を与えましたか。

私達は押しを多くの事順方向に助けましたが、多くの他の訓練で作業、例えば、レーザーの開拓で構築しました。 レーザーおよび LED の技術の前進はずっと optogenetics のために非常に重要です。

より高い速度の計算、 GPU 装置、計算する遺伝学で雲はおよびそれからまた進みます。 ずっと基本的なウイルス学はまた非常に貴重です。

これらの他のサポートフィールドが現状に達しなかったので私達が持っていても私達が何をされた多くの、に、私達前にそれを 20 年したにちがいないほしかったでした。

どんなそれ以上の開発を見るのを好みますか。

私達は作業の自然発生するパターンに一致させるか、または正確に変えることでよくなっています。 私達は自然なパターンに類似している私達によってがほしいが、質問は密接にどのようにするかです作業のあらゆるパターンで遊んでもいいですか。

その質問に答えるためには、最初に自然に何が起こるか見るように自然なパターンを検出することを得ました。 私達はそれで大いによくなり、そうこのごろ optogenetics を使用して今自然発生する作業パターンに一致でき、それは私が多くをの見ることを望む何かです。

それは遊びか、またはライトを提供し、そして非常に強力である閉じたループの方法の同じ装置および同じシステムを通してすることとイメージ投射、ライトのコレクションを、こと高速で完全に、および結合するフィールドの更に別の連合を必要とします。

Pittcon 2017 年をに順方向に見ている何ですか。

私は私が異なった事を学んでもいい広く、学際的で、量的な会合を多分私がとりわけ捜している何か好みません。 私はそれに何でもより多くを順方向に見ま、ちょうど私の正常な経路にない何かに露出されて得ます。

どんな Pittcon が VimeoAZoNetwork からのあなたのためにすることができるか

未来の研究の計画は何ですか。

私達は optogenetics および明快さを進め、適応性があり、 maladaptive 動作が回路の作業パターンからどのようにの起こるか理解の目的とともにそれらを使用し続けたいと思います。 もっとたくさんすることがあります。

私達は心配についてのこれらの深い質問を理解し続けてもいいことを精神医学者が私望んでいるので不況、麻薬の常用は私達が患者の問題の性質に非常に正確に得てもいいレベルに、得。 それから個性化された処置とこれ、しかしこれに続くことは後の方で多くであるかもしれません。

私達はどんな患者に丁度正確に示せます激しく苦しんでいるかあい昧性を過ぎて移動の後ろの生物学をできそしてたいと思います。 これは患者、グループおよび社会のため大きい一歩前進です。

読取装置はどこでより多くの情報を見つけることができますか。

Pittcon について

Pittcon® は分析化学および応用分光学のペンシルバニアの非営利組織のピッツバーグの会議の登録商標です。 ピッツバーグの分光学の社会およびピッツバーグの分析的な化学者のための社会によって後援されて、 Pittcon は実験室科学の首位の年次会合そして博覧会です。

すべてのレベルの Pittcon の資金科学の教育そしてアウトリーチ、幼稚園からの大人を通した収入。 Pittcon は教師および教授に学生のための科学装置の許可を含むさまざまな科学のアウトリーチ活動に財政および管理サポートを、研究助成金、奨学金および見習い期間、賞、および公共科学中心、ライブラリおよび博物館に許可提供するために百万ドルより年多くを寄付します。

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