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Updated: May 6, 2026

In vivo Optogenetic Stimulation of the Rodent Central Nervous System

In vivo Optogenetic Stimulation of the Rodent Central Nervous System

Published on: January 15, 2015

Sistemas optofluídicos inalámbricos para farmacología y optogenética programables in vivo

Jae-Woong Jeong¹, Jordan G McCall², Gunchul Shin³

¹Department of Electrical, Computer, and Energy Engineering, University of Colorado, Boulder, CO 80309, USA; Department of Materials Science and Engineering, Beckman Institute for Advanced Science and Technology and Frederick Seitz Materials Research Laboratory, University of Illinois at Urbana-Champaign, Urbana, IL 61801, USA.

|July 21, 2015

Resumen

Los investigadores desarrollaron sondas neuronales optofluídicas inalámbricas para estudios in vivo mínimamente invasivos. Estas sondas avanzadas permiten un control preciso de la administración de medicamentos y la fotoestimulación en animales que se comportan libremente.

Área de la Ciencia:

La neurociencia
Ingeniería biomédica
Bioinstrumentación

Sus antecedentes:

La farmacología in vivo y la optogenética son cruciales para comprender los circuitos y sistemas neuronales en los animales que se comportan.
Las tecnologías actuales de interfaz neuronal (canulas metálicas, fibra óptica atada) limitan los estudios no atados y mínimamente invasivos.
Se necesitan herramientas avanzadas que permitan un control preciso e inalámbrico de la manipulación neurofisiológica.

Objetivo del estudio:

Introducir nuevas sondas neuronales optofluídicas inalámbricas que combinen la administración de fármacos microfluídicos y las matrices micro-LED.
Para demostrar la capacidad de control inalámbrico, espacio-temporal de la entrega de fluidos y la fotoestimulación.
Para mostrar la aplicación de estas sondas en la manipulación de los sistemas neurofisiológicos en animales de comportamiento libre.

Principales métodos:

Desarrollo de canales microfluídicos ultrafinos y blandos integrados con matrices de diodos inorgánicos emisores de luz (μ-ILED) a escala celular.
Control inalámbrico y programado sobre la entrega de fluidos y la estimulación basada en la luz.
Pruebas in vivo en animales que se mueven libremente para la modificación de la expresión génica, la administración de péptidos ligandos y la manipulación del comportamiento.

Principales resultados:

Demostración exitosa de control inalámbrico y espacio-temporal de la administración de fármacos y la fotoestimulación.
Modificación de la expresión génica y liberación de los ligandos péptidos in vivo.
Manipulación del comportamiento relacionado con la recompensa de mesoaccumbens a través de la fotoestimulación concurrente y la administración de fármacos antagonistas.

Conclusiones:

Las sondas neuronales optofluídicas inalámbricas ofrecen una solución mínimamente invasiva para la investigación avanzada en neurociencia in vivo.
Estos dispositivos proporcionan un control sin precedentes sobre el circuito neuronal y la manipulación de señales celulares.
La tecnología tiene amplias aplicaciones potenciales en varios sistemas de órganos, especies y campos biomédicos.

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