Anwendungen

Optogenetics

Channelrhodopsins (ChR) gehören zu der Gruppe lichtsensitiver Proteine, die auf der Oberfläche von Algen gefunden werden. Die Proteine agieren, um die Alge in Richtung Licht oder aus dem Licht heraus zu bewegen, um die ideale Lichtstärke für die Photosynthese zu finden. Die ChR agieren über einen Ionenkanal in der Zelloberfläche, der als Antwort auf einen Stimulus einer gewissen Wellenlänge die Aktivierung der Geißeln bedingt. Indem durch gezielte Genmanipulation in spezifischen Gebieten des Gehirns Neuronen dieses Protein exprimieren (Übertragung der Geninformation in das neu produzierte Protein), können Ionenkanäle geöffnet und Neuronen aktiviert werden, wenn sie mit Licht in Kontakt kommen.

Alternativ können andere Oberflächenproteine exprimiert werden, die eine Aktivierung des Neurons verhindern. Mit der Verwendung dieser Kombination aus gezielter Manipulation der Neuronen, Auswahl an Proteinen, genetische Modifikation und scharf fokussiertem Licht werden große Vorteile erreicht gegenüber den vorherigen Techniken zur Manipulation von Neuronen, die auf elektrischer Stimulation beruhten.

Die Methode der Optogenetik ist ein wachsendes Gebiet innerhalb der wissenschaftlichen Forschung, die sich mit der Kontrolle und Untersuchungen zum Verhalten von Neuronen mithilfe von Licht beschäftigt.

Durch Untersuchungen zur Rolle von Neuronen in bestimmten Regionen des Gehirns lässt sich mehr über die Funktion des Gehirns und schlussendlich auch über Störungsbilder herausfinden. Dieses Verständnis führt zu verbesserten Therapieansätzen bei neurologischen Erkrankungen wie Parkinson, dem Tourette Syndrom, Schizophrenie und Zwangsstörungen.

Für die Beleuchtung bietet die Verwendung von Lasern eine Reihe von Vorteilen:

  • Laser haben eine relativ hohe Leistung, welches Strahlteilung in Form von Matrixfeldern erlaubt, und so die Kontrolle über den Ort der Beleuchtung im Gehirn in vivo.
  • Laser sind wellenlängenspezifisch und können so mit individuellen Proteinen kombiniert werden.
  • The Strahlen können in einfacher Weise durch Fasern geleitet werden und so die Anregung an die gewünschte Stelle liefern.
  • Laser können moduliert werden.

Die Auswahl der richtigen Laserwellenlänge, Leistung und Art der Zuführung wird mit Blick auf die Anwendung bestimmt. Laser Quantum biete eine große Auswahl an Wellenlängen (473 bis 1064 nm) an, die viele der benötigen Protein Aktoren abdecken.

gem Baureihe: klein, stabil und leistungsstark und können fasergekoppelt werden für eine einfache Handhabung des Strahls

ventus Baureihe: verbesserte Leistungsstabilität, mehr Regelbarkeit, und Faserkopplung möglich

473nm  viele ChR Varianten
532nm für ChR, C1V1 usw.
561nm für Arch und eBR
660nm für eNpHR-3


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