20xx年醫(yī)學(xué)專題—光遺傳學(xué)-操控神經(jīng)細胞的新工具(編輯修改稿)
2024-11-17 22:18 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 丘腦的所有功能同時產(chǎn)生影響，從而難以搞清到底是哪種神經(jīng)細胞受到了影響。而利用光遺傳學(xué)技術(shù)，就可以只標記一種神經(jīng)細胞類型，從而有可能實現(xiàn)對某一特定功能的調(diào)節(jié)。此外，藥物需要一定的時間來發(fā)揮作用，而光感蛋白對光刺激的反應(yīng)可以在毫秒級別實現(xiàn)，而在停止光刺激之后離子通道又能快速關(guān)閉，從而使時間上的高分辨率也成為可能。那么，這項技術(shù)有什么用呢？首先，如前面提到的，通過控制單一種類神經(jīng)細胞在整體動物中的活動，我們可以了解這一類神經(jīng)細胞的特別功能，并且通過監(jiān)測它周圍細胞的活動，來了解神經(jīng)回路的工作機制。對腦中各類神經(jīng)元的具體工作機制的了解將使我們可以回答很多以前不能夠回答的問題，尤其是了解抑郁癥、孤獨癥、成癮、帕金森病等疾病的機制。目前，對活體動物的大腦進行光刺激還依賴于光纖的植入，多數(shù)的研究還處于實驗室階段。但是，可以預(yù)見這一技術(shù)將有很廣的應(yīng)用前景。圖片出處：光遺傳學(xué)技術(shù)可以應(yīng)用于生物和醫(yī)學(xué)的多個領(lǐng)域。 首先在基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，它給精神疾病的研究提供了新的工具。例如在成癮的研究方面，已知腦中存在激勵機制，促使我們產(chǎn)生喜歡某種食物或某件事物的情感，多數(shù)時候跟腦中的多巴胺能神經(jīng)元有關(guān)。多巴胺是一種大腦分泌的神經(jīng)遞質(zhì)，可以使人感到開心或興奮，也與肌肉控制有關(guān)。吸煙和吸毒都可以增加多巴胺的分泌，使成癮者產(chǎn)生欣快的感覺。利用光遺傳學(xué)技術(shù)，科學(xué)家們把光感蛋白表達在小鼠的多巴胺能神經(jīng)元上，然后在小鼠執(zhí)行某項任務(wù)（比如走到籠子的一端的平臺上）時給予光刺激使多巴胺能神經(jīng)元興奮，從而使小鼠產(chǎn)生愉悅感。實驗表明經(jīng)過訓(xùn)練后的
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