Всех приветствую на моем канале!!!Сегодня расскажу какие открытия сделали ученые в оптогенетике.Приятного чтения!!!
Исследователи используют оптогенетику, чтобы предоставить первые убедительные доказательства того, что долговременное потенцирование в синапсах головного мозга имеет решающее значение для формирования памяти
Оптогенетика позволяет исследователям контролировать активность нервных клеток с помощью импульсов лазерного света, поступающего в мозг с помощью оптического волокна.
Команда исследователей из Калифорнийского университета в Сан-Диего определила клеточный механизм формирования памяти, положив конец споров на эту тему.
Большинство нейробиологов согласны с тем, что формирование памяти включает в себя усиление синапсов в головном мозге, и предположили, что это усиление происходит с помощью формы синаптической пластичности, называемой длительной потенциацией (ДП), даже несмотря на то, что не было убедительных доказательств того, что это так.
Новое исследование использует современную нейротехнологию, чтобы показать не только то, что усиление синапсов с помощью ДП необходимо для формирования новых воспоминаний, но также и то, что ослабление этих же синапсов с помощью противоположного механизма может стереть воспоминания.
Длительная потенциация была обнаружена в 1960-х годах норвежским ученым по имени Терье Лёмо, который использовал пары электродов для исследования активности нервных клеток в гиппокампе кролика. Лемо использовал один электрод для стимуляции клеток в одной области, а другой - для одновременного измерения изменений активности подключенных клеток в соседней области.
Лемо заметил, что электрически стимулирующие пары клеток одновременно укрепляли связь между ними. В частности, когда повторяющаяся высокочастотная стимуляция одной клетки совпадала с регулярной стимуляцией другой, передача сигналов между ними, по-видимому, становилась более эффективной, так что небольшой всплеск активности в одной из них впоследствии вызывал бы длительный ответ в другой.
Большая часть этой работы показывает, что ДП участвует в различного рода воспоминаниях, и что лекарства или генетические мутации, которые блокируют механизм, вызывают какой-то дефицит памяти , но ни один из них не показывает, что он является клеточной основой формирования памяти.
Роберто Малинов и его коллеги подошли к этой проблеме, используя технику под названием оптогенетика . Она включает в себя вставку гена, кодирующего светочувствительный белок под названием Channelrhodopsin, в конкретные группы нейронов, так что клетки могут быть включены или выключены с замечательной точностью , с импульсами лазерного света, доставляемыми через оптическое волокно в мозг.
Исследователи создали генно-инженерный вирус, несущий ген Channelrhodopsin, и ввели его в мозг крыс, нацелившись на часть миндалины ,содержащую клетки, которые обрабатывают звуковую информацию. Затем они научили животных бояться звука.
Обычно повторяющиеся сочетания звука или какого-либо другого раздражителя с легким поражением электрическим током приводят к реакции страха. Крысы быстро учатся связывать стимул с шоком .
Малинов и его коллеги вызвали формирование страха, нанося крысам небольшие удары электрическим током, используя высокочастотные импульсы лазерного света для активации нейронов миндалины. Таким образом, они научились связывать шок с импульсами света, чтобы они могли со страхом реагировать только на световые импульсы , и когда исследователи исследовали их мозг, они обнаружили, что световые импульсы успешно индуцировали ДП в миндалине.
Важно отметить, что исследователи также обнаружили, что различная схема световых импульсов, доставляемых в одни и те же клетки, может отменить ДП, вызывая противоположный механизм, называемый длительной депрессией в тех же синапсах. Это заставило животных «забыть» о связи между световыми импульсами и электрошоком, так что они больше не боялись импульсов, но это «стирание» было обратимым .