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L'interruttore della luce del neurone ora si accende e si spegne
L'optogenetica è una recente innovazione nelle neuroscienze che offre ai ricercatori la capacità di controllare l'attività dei neuroni con la luce. Con questo potente strumento, i ricercatori stanno prendendo in giro le basi biologiche della memoria, del comportamento e delle malattie (vedi Gli scienziati fanno 'ricordare' ai topi cose che non sono successe e Un interruttore on-off per l'ansia,). Ma per i primi anni di esistenza di questa tecnologia, le proteine che gli scienziati hanno aggiunto ai neuroni per farli reagire alla luce erano efficaci solo nell'attivazione dei neuroni. Quella capacità limitata dei ricercatori di comprendere i circuiti neuronali, insiemi di neuroni interconnessi che si pensa controllino il comportamento e, in caso di mancata accensione, siano alla base di molte condizioni cerebrali. I problemi possono sorgere da qualsiasi squilibrio nell'attività del circuito, sia esso troppo o troppo poco.
Ora, due gruppi di ricerca hanno progettato nuove proteine optogenetiche che possono essere utilizzate per silenziare in modo efficiente i neuroni. Una delle due nuove proteine arriva dal laboratorio di Karl Deisseroth , uno psichiatra e neuroscienziato della Stanford University che ha contribuito a sviluppare l'optogenetica come strumento di ricerca. Il nuovo interruttore di spegnimento per i neuroni del suo gruppo è stato creato modificando 10 dei 333 amminoacidi in una proteina optogenetica esistente, che a sua volta era stata ingegnerizzata combinando proteine naturali da alghe verdi . Questo progresso crea un potente strumento che consente ai neuroscienziati di applicare un freno in qualsiasi circuito specifico con una precisione al millisecondo, ha affermato Thomas Insel, direttore del National Institute of Mental Health, in una dichiarazione rilasciata. L'altra nuova proteina silenziante , sviluppato da scienziati dell'Università Humboldt di Berlino e collaboratori, è stato creato modificando gli amminoacidi nella stessa proteina optogenetica esistente.
Alcuni ricercatori stanno anche guardando all'optogenetica come potenziale trattamento per i pazienti con una varietà di condizioni (vedi For Mice, and Maybe Men, Pain Is Gone in a Flash e Flipping on the Lights to Halt Seizures) ma ci sono enormi sfide da superare . Il metodo richiede la modificazione genetica delle cellule per renderle sensibili alla luce. Richiede anche sorgenti luminose impiantate per tutte le terminazioni nervose tranne quelle più superficiali.