Ahli Saraf Memprogram Ulang GPS Otak Menggunakan Sinar Laser

Ilmuwan di University College London (UCL) telah menggunakan sinar laser untuk “mengubah” neuron pada tikus, memberikan wawasan baru ke dalam fungsi memori dan menunjukkan bagaimana memori mendukung sistem GPS internal otak.

Studi yang dipublikasikan di koran Sel, menjelaskan bagaimana para peneliti menggunakan pendekatan ‘semua-optik’ menggunakan laser kembar untuk segera membaca dan merekam terjadinya ‘lokasi seluler’ (sejenis neuron) pada tikus, saat mereka bergerak di lokasi tertentu.

Anehnya, dengan mempromosikan lingkungan lokal, para ilmuwan telah mampu membangun kembali (atau memperoleh) memori di mana tikus menerima penghargaan, yang “mengirimkan pikiran” tikus, membuat mereka bertindak seolah-olah berada di ruang hadiah.

Penelitian baru juga berlaku untuk pekerjaan menantang Profesor John O’Keefe (UCL Cell & Developmental Biology), yang memenangkan Hadiah Nobel pada tahun 2014 setelah menemukan tempat tinggal. Sel-sel ini terletak di wilayah hipokampus, dan mereka bekerja hanya ketika hewan memasuki area tertentu.

Sel penempatan dianggap mewakili peta lingkungan – seperti GPS internal – dan untuk melacak di mana mereka berada. Studi UCL baru adalah yang pertama untuk secara langsung memvisualisasikan permukaan sel otak.

Hasilnya memberikan pemahaman mendalam tentang bagaimana ingatan disimpan, dan ilmuwan UCL percaya bahwa temuan mereka pada akhirnya dapat membantu kami mengembangkan terapi baru seperti demensia dan Penyakit Alzheimer penyakit, yang mempengaruhi ingatan.

Penulis pertama Dr. Nick Robinson (UCL Wolfson Institute for Biomedical Research) mengatakan: “Hasil ini memberikan bukti langsung bahwa tikus menggunakan informasi yang diwakili oleh lingkungan untuk mengarahkan perilaku mereka. Dengan kata lain, sel lokasi memberi tahu tikus di mana mereka berada, dan tikus Mereka ‘mendengarkan’ sel mereka saat membuat keputusan, yang pada gilirannya memberikan wawasan baru tentang bagaimana ingatan disimpan di otak, serta alat baru untuk menggunakan ingatan itu untuk memengaruhi sistem. ”

Dia menambahkan: “Gangguan memori – seperti demensia dan Alzheimer – menghabiskan banyak uang bagi masyarakat. Pekerjaan ini dapat lebih memahami penyakit ini, serta cara-cara baru untuk merawat pasien.”

Profesor Senior Profesor Ha Haerer (UCL Wolfson Institute for Biomedical Research) berkata, ”Studi ini mengubah permainan karena menunjukkan bahwa kita dapat menggunakan membaca dan menulis peristiwa di neuron lain untuk membantu ingatan, memberi kita kesempatan untuk memahami – dan apa yang dapat mengubah – cara kerja sirkuit. itu membantu kami membuat keputusan. “

Penelitian eksperimental dilaporkan

Para peneliti di UCL Wolfson Institute for Biomedical Research menggunakan metode yang ampuh untuk menggabungkan dua teknologi adaptif menggunakan cahaya untuk membaca dan merekam peristiwa listrik di otak.

Pertama, mereka merancang neuron untuk mengekspresikan sensor yang mengandung kalsium bawaan, yang memungkinkan sel bersinar saat bekerja. Kedua, mereka menunjukkan protein yang tidak terkait optogenetik di pembuluh darah yang sama, memungkinkan mereka untuk memulai sel berwarna laser lainnya, yang dipantau menggunakan holografik digital (teknologi yang sama yang digunakan untuk memantulkan sinar laser).

Dengan menggabungkan dua keterampilan ini, tim mampu merekam dan mengarahkan aktivitas neuron yang sama di otak yang bergerak di kehidupan nyata.

Ilmuwan UCL telah menggunakan teknik ini untuk merancang sel hipokampus pada tikus yang bepergian ke bagian lain dunia untuk menerima hadiah gula air. Dia pertama kali mendokumentasikan peristiwa multi-spesies di situs hipokampus, mengidentifikasi mereka yang bekerja di ruang pemenang penghargaan yang dapat menjadi dasar ingatan. Dia kemudian menggunakan sinar laser untuk membuat sel semacam itu di bagian lain dunia.

Menariknya, pergerakan sel itu cukup bagi mereka untuk mengingat apa yang telah mereka terima, mendorong tikus untuk mencari imbalan di lingkungan baru. Dengan kata lain, stimulasi neuron dengan cahaya “teleportasi” pada hewan, menyebabkan mereka bertindak seolah-olah berada dalam lingkungan yang menguntungkan. Ini adalah demonstrasi pertama tentang bagaimana aktivasi sel membantu kita mengingat lingkungan kita dan membantu kita bergerak.

Catatan: 6 November 2020, Sel.
BARANG: 10.1016 / j.cell.2020.09.061

Pendanaan untuk penelitian ini disediakan oleh Wellcome, Gatsby Charitable Foundation, Komisi Eropa, Organisasi Biologi Molekuler Eropa, Dewan Riset Medis, dan Dewan Riset Eropa.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Skrining sinar-X mengidentifikasi obat yang menjanjikan untuk pengobatan COVID-19

Sebuah tim peneliti, termasuk ilmuwan MPSD, telah mengidentifikasi beberapa kandidat untuk melawan obat tersebut SARS-CoV-2 coronavirus menggunakan sumber cahaya sinar-X PETRA III di German...

Teori konspirasi memengaruhi perilaku kita – bahkan jika kita tidak mempercayainya!

Paling tidak karena COVID-19 pandemi, teori konspirasi lebih relevan dari sebelumnya. Mereka diberitakan dan didiskusikan di hampir semua media dan komunikasi. Tapi...

“Doodle Ringan” Nyata dalam Waktu Nyata

Para peneliti di Tokyo Metropolitan University telah merancang dan menerapkan algoritme yang disederhanakan untuk mengubah garis yang digambar secara bebas menjadi hologram pada CPU...

Teleskop Webb NASA menyertakan tabir surya seukuran lapangan tenis untuk perjalanan jutaan kilometer

Kedua wajah tabir surya James Webb Space Telescope dinaikkan secara vertikal untuk mempersiapkan pelipatan lapisan tabir surya. Kredit: NASA / Chris Gunn Insinyur bekerja...

Mineralogi Hangat Global Mengelola Pusat Perlindungan Kehidupan Batin

Tim lapangan DeMMO dari kiri ke kanan: Lily Momper, Brittany Kruger, dan Caitlin Casar mengambil sampel air yang meledak dari toilet DeMMO. Pendanaan:...

Newsletter

Subscribe to stay updated.