Avanços no optogenetics

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
Uma entrevista com Dr. Karl Deisseroth, M.D., Ph.D., conduziu daqui até abril Cashin-Garbutt, MILIAMPÈRE (Cantab)

Por Favor pode você dar uma introdução ao optogenetics? Como esta tecnologia foi inspirada pelo psiquiatria?

Optogenetics é uma maneira de introduzir a informação no cérebro usando a luz, visa pilhas ou conexões específicas através do cérebro. É rápido, como a sinalização do cérebro, e as ajudas que você se comunica com os circuitos neurais em uma língua mais similar ao que é usado normalmente dentro do cérebro.

sinalização do cérebro

Pode ser realizada em comportar-se os mamíferos que realizam tarefas complexas, mesmo o comportamento social e a memória, e aquela abre então a porta à compreensão a nível mais profundo, não somente como as coisas trabalham, mas como podem não trabalham na psicologia e na neurologia.

Neurônios de Controlo com Luz de AZoNetwork em Vimeo.

Pensa-se geralmente entre psiquiatras e neurologistas que não há uma compreensão profunda bastante do cérebro para construir os tipos de tratamentos novos com a especificidade e a precisão necessários para estar bem sucedido. Sente-se na comunidade inteira, se você está fazendo a terapia da conversa para pacientes, está dando medicamentações sob a forma dos comprimidos, ou está dando tratamentos da estimulação do cérebro.

Felizmente, o objetivo de construir maneiras precisas de conexão com o cérebro não é apenas importante para o psiquiatria, mas é igualmente importante para a neurociência básica também, e aquele é sido uma das aplicações as mais emocionantes do optogenetics. Meu laboratório é primeiramente um laboratório de ciência básica, investigando o que nós podemos fazer em termos de avançar nossa compreensão fundamental do cérebro.

Como o optogenetics cabe no contexto mais largo das experiências na neurociência?

Optogenetics transformou-se uma técnica razoavelmente padrão, há uns milhares e uns milhares de laboratórios e de papéis em todo o mundo que emergiram usando o. É peça do braço causal do conjunto de ferramentas usado para testar se algo é necessário ou suficiente a um processo, por exemplo se um teste padrão da actividade em um tipo particular da pilha é necessário ou suficiente para a fisiologia ou o comportamento.

há muita outra tecnologia maravilhosa na neurociência, há genético muito poderoso e a anatomia utiliza ferramentas por exemplo. Onde os ajustes do optogenetics estão dentro este é como você pode testar se a actividade é causal importante.

Que desafios o optogenetics permite que nós superem?

Por muitos anos, os neurocientistas têm estudado eficazmente correlações. Optogenetics toma-o longe da observação e das correlações e toma-o à causalidade.

Esta limitação é algo que o optogenetics endereçado para o campo, e é muito sinérgico com todo o trabalho bonito e fundacional restante na neurociência. Igualmente fornece o tipo a especificidade e a velocidade da pilha que as aproximações prévias não poderiam bastante fornecer.

Que aspecto do optogenetics você cobrirá em seu Wallace H. Relha Leitura em Pittcon 2017?

Eu estarei falando sobre a introspecção emergente em como as proteínas optogenetic elas mesmas trabalham. Eu sou realmente um químico e um bioquímico antes que, e Mim devotem muito tempo sobre os oito anos passados ou assim que a compreender estes os canais ativados leves do íon.

Estas são as proteínas que nós pomos em pilhas a fim lhes fazer responder à luz, eles são proteínas bonitas separadas mesmo de suas aplicações optogenetic. Vêm das algas e dos outros micro-organismos permitindo que os animais respondam à luz, assim que em Pittcon, Eu estarei falando sobre como estas proteínas trabalham, que serão do interesse particular ao tipo molecular investigador.

Eu igualmente estarei falando sobre como nossa compreensão mais profunda daquelas proteínas permitiu que nós construam aproximações optogenetic novas. Nós pudemos fazer mutantes e versões novas destas proteínas porque nós temos uma compreensão estrutural e mecanicista profunda da proteína própria. Isso conduziu-nos aos tipos totalmente novos de experiências do optogenetics. Eu estarei falando sobre como esta química básica conduziu aos avanços novos na neurociência.

Que outro você estará discutindo em sua conversa? Você estará discutindo o método da CLARIDADE?

Recentemente, é havido muito trabalho na CLARIDADE e todos os métodos que vieram dela e assim que Eu falarei sobre aquele também. O Que muitos povos são fazer, incluir meu próprio laboratório, está fundindo as técnicas em uns trabalhos comuns.

Uma Vez Que você estabeleceu um tipo particular da pilha é importante no comportamento de um optogenetics de utilização animal, você pode então obter as redes daquelas mesmas pilhas usando a CLARIDADE. Isso permite-o de ver a conectividade, o esquema de circuito, daquelas mesmas pilhas que você conhece é importante na actividade que causa o comportamento. Aquela é uma etapa grande para a frente e muitos laboratórios estão usando esta técnica, ele ajudaram-nos a começar mover-se para com uma compreensão integrative de como os circuitos neurais causam comportamentos complexos.

Que técnicas foram as mais importantes para seu trabalho?

Actualmente, nós usamos muitos sistemas óticos, imagem lactente, electrofisiologia e a análise e da computação têm os córregos de dados bonitos mas complexos particularmente importantes tornados da criação que nós poderíamos nem sequer imaginar antes.

De um único rato que nós obtemos Terabyte de dados estruturais e da actividade e então quando nós começamos fazer experiências numerosas e testar muita dinâmica da população estudada através de muitos animais, isto consegue ser bastante desafiante, e assim que nós precisamos os métodos muito avançados da computação, que foram importantes demasiado.

Como os avanços na tecnologia impactaram sua pesquisa?

Nós ajudamos o impulso muitas coisas para a frente, mas muito construiu em abrir caminho o trabalho em outras disciplinas, por exemplo, lasers. Os avanços no laser e na tecnologia do DIODO EMISSOR DE LUZ foram extremamente importantes para o optogenetics.

Uma computação Mais Alta da velocidade, os dispositivos de GPU, nuvem que computa, e avançam então na genética também. A virologia Básica igualmente foi muito valiosa.

Muito o que nós pudemos fazer, mesmo se nós tivemos quis a, nós não poderia tê-la feito 20 anos há porque estes outros campos de apoio não tinham alcançado seu estado actual.

Que revelações mais adicionais você gosta de ver?

Nós estamos obtendo melhor em combinar ou precisamente em alterar testes padrões naturais da actividade. Nós podemos jogar em todo o teste padrão da actividade que nós queremos, mas a pergunta é como faz pròxima que se assemelham a um teste padrão natural?

Para responder a essa pergunta, você conseguiu primeiramente detectar testes padrões naturais para ver o que está acontecendo naturalmente. Nós obtivemos muito melhor naquele, e tão actualmente você pode agora combinar testes padrões naturais da actividade usando o optogenetics e aquele é algo que Eu gostaria de ver mais de.

Isso exige contudo uma outra união dos campos que combinam a imagem lactente, coleção da luz, com o jogo dentro ou o fornecimento da luz, e fazê-la que toda através do mesmo dispositivo, e do mesmo sistema em uma alta velocidade, e mesmo em uma forma do laço fechado que seja muito poderosa.

Que são você que olha para a frente em Pittcon 2017?

Eu gosto das reuniões largas, interdisciplinars, quantitativas onde Eu posso aprender coisas diferentes, talvez não algo que Eu estou procurando especificamente. Eu olho para a frente àquele mais do que qualquer coisa, apenas obtendo expor a algo que não estaria em meu trajecto normal.

Que Pittcon Pode fazer para Você de AZoNetwork em Vimeo.

Que são seus planos futuros da pesquisa?

Nós queremos manter-se avançar o optogenetics e a CLARIDADE, e usá-los junto com o objetivo de compreender como os comportamentos adaptáveis e maladaptive elevaram dos testes padrões da actividade do circuito. Há muito mais fazer.

Porque um psiquiatra Mim está esperando que nós podemos continuar a compreender estas perguntas profundas sobre a ansiedade, a depressão, toxicodependência, e obtem a um nível onde nós possamos obter à natureza do problema de um paciente muito precisamente. Seguir Então isto com os tratamentos particularizados, mas este pode ser muito mais tarde.

Nós queremos poder mover-se após a ambigüidade e poder localizar exactamente a biologia atrás de que pacientes estão sofrendo intensa. Esta será uma etapa grande para a frente para os pacientes, as famílias, e a sociedade.

Onde podem os leitores encontrar mais informação?

Sobre Pittcon

Pittcon® é uma marca registada Da Conferência de Pittsburgh sobre a Química Analítica e Espectroscopia Aplicada, uma organização não lucrativa de Pensilvânia. Co-Patrocinado pela Sociedade da Espectroscopia de Pittsburgh e pela Sociedade para Químicos Analíticos de Pittsburgh, Pittcon é o primeiros Congresso Anual e exposição na ciência do laboratório.

Rendimentos da educação da ciência do fundo de Pittcon e do outreach a todos os níveis, jardim de infância através do adulto. Pittcon doa mais do que milhão dólares um o ano para fornecer o apoio financeiro e administrativo para as várias actividades de outreach da ciência que incluem concessões, subsídios de investigação, bolsas de estudos e estágios para estudantes, concessões aos professores e aos professores, e concessões do equipamento da ciência aos centros, às bibliotecas e aos museus públicos da ciência.

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