ニューラル回路のマルチモダル高速光学尋問

科学分野:

• 神経科学は神経科学である.
• オプトジェネティクス オプトジェネティクス
• 分子生物学は分子生物学である.

背景:

• 神経回路を理解するには,特定のニューロン活動を正確に制御するツールが必要です.
• 既存の光遺傳学的ツールは,主に刺激に焦点を当て,双方向制御を制限しています.

研究 の 目的:

• 神経活動の正確な抑制のための新しい光遺伝的ツールを特定し,開発する.
• 神経回路の全光学尋問のための既存の刺激技術に補完的なツールを作成する.

主な方法:

• Natronomonas pharaonis.から考古的な光駆動塩化物ポンプ (NpHR) の識別と特徴付け.
• 哺乳類の脳組織とCaenorhabditis elegansにおける神経活動を抑制するNpHRの有効性をテストする.
• 双方向光学制御のためのチャネルロドプシン-2 (ChR2) とのNPHRの統合.

主要な成果:

• NpHRは,単一のアクションポテンシャルのノックアウトと持続的なスパイクブロックを含む,神経活動の一時的に正確な光学阻害を可能にします.
• NpHRは,外因的な共因子を持たない哺乳類で効果的に機能する.
• NpHRとChR2は,哺乳類の脳組織における神経活動の双方向光学変調と読み出し,C. elegansの運動制御のために組み合わせることができます.

結論:

• NpHRは,神経回路尋問のための光遺傳学的ツールの重要な進歩を表しています.
• NpHRとChR2の組み合わせは,生きたニューラル回路のマルチモダル,高速,遺伝子的にターゲティングされた全光学制御のための完全なシステムを提供します.