Ученые тестируют беспроводной фотоэлектрический имплантат для оптогенетических исследований

Ученые из Федеральной политехнической школы Лозанны в Швейцарии создали беспроводной фотоэлектрический имплантат, который позволяет активировать или подавлять определенные нейроны в спинном мозге мыши. Гибкий имплантат управляется через Bluetooth и содержит миниатюрные светодиоды, излучающие красный свет, который помогает избежать поглощения и отражения близлежащими нейронами. Исследователи надеются, что эта методика позволит проводить более сложные исследования в области оптогенетики и даже проложить путь к созданию клинических имплантатов для лечения пациентов с неврологическими расстройствами.

Свое исследование ученые опубликовали в журнале Nature Biotechnology.

Оптогенетика - это передовая техника, которая позволяет исследователям изучать внутреннюю работу нервной системы. Этот подход предполагает использование света для активации определенных генетически модифицированных нейронов, что помогает исследователям определить их роль и функции. Хотя в настоящее время этот метод является экспериментальным, он может иметь клинический потенциал. Однако в настоящее время его применение затруднено, поскольку источник света является частью стационарного оборудования, что означает, что подопытные животные должны оставаться на одном месте во время проведения эксперимента.

Это потенциально ограничивает полезность полученных результатов и клиническую применимость метода. Швейцарские исследователи решили эту проблему, разработав беспроводной фотоэлектрический имплантат, который позволяет животным свободно передвигаться. Устройство достаточно маленькое и гибкое, чтобы его можно было просунуть между позвонками и расположить напротив спинного мозга.   

Электронное система позволяет включать один или несколько светодиодов и с предельной точностью контролировать продолжительность и интенсивность излучаемого света. Наконец, с помощью специализированной встроенной в чип системы световыми импульсами можно управлять естественным образом, например, в ответ на мышечную активность или другой физиологический сигнал.

Эта технология немного приближает оптогенетику к клинической реальности и с помощью нового устройства можно изучать роль, которую нейроны играют в сложных движениях, таких как ходьба и плавание.