¿Cómo controlar el cerebroEl interruptor de la luz de la genética al cerebro.-pretty rhythm

¿Cómo controlar el cerebro?¡El interruptor de la luz de la genética para tu cerebro producidos: la ciencia de la Expo China autor: Academia de Ciencias de China de Ciencia Neural que Wang Fei Hola a todos!Soy su maestro nervioso cerebro, hoy quiero presentarte cómo controlar el cerebro.El Comandante del cuerpo humano como el cerebro, el control de nuestros movimientos.Si el cerebro somos capaces de controlar, pensando que puede cambiar a la gente, y controlar el comportamiento humano.La idea parece no realizables, y los científicos ya han dado el primer paso.No necesitan un hechizo, no hay necesidad de varita mágica, sólo a través de un rayo de luz, que permite que el cambio de pensamiento.La magia no es una fábula – esta tecnología emergente en alto llamado Optogenética (Optogenetics).Laboratorio de neurociencia y su luz es su genética con un interruptor de la luz como señal de control, el uso de métodos genéticos para la instalación de una luz en el cerebro.Cuando la luz se abrió, el interruptor se abre en el cerebro, una función del cerebro empieza a funcionar.Este cambio puede ser instalado en diferentes partes del cerebro, encargado de diferentes funciones.Control remoto como nuestra casa, podemos usar la luz infrarroja el control de la televisión abierta, también puede cambiar su aire acondicionado con control.Este tipo de interruptor de luz es en realidad una proteína sensible a la luz (canal Channelrhodopsin-2, denominado ChR2).Esta proteína puede "ver" el Blu – Ray, cuando estas proteínas "ver" el Blu – Ray, cambios de forma, se convierte en un canal que permite el paso de iones.Hay muchos iones cargados positivamente en nuestro alrededor de las neuronas, cuando la luz azul, estos cationes a través de canales sensibles a la luz en el cuerpo de proteínas en las células.Como los iones como estimulantes, rápidamente se hace la excitación de las neuronas.Así, las neuronas que puede como bombillas se abre o cierra el interruptor de la luz, que es el equivalente a la carga en el sistema nervioso.Al cerebro con el interruptor de la figura siguiente imaginario es sensible a la luz, principio de canal de proteínas animales, ver Fig.El principio de la luz sensible Canal de trabajo diagrama de proteínas animales, la luz se convirtió en el mando de las neuronas de los barras.A través de Blu – Ray de la activación de la proteína y el sentir de las neuronas y el cerebro.Este es el principio de la genética.¿La idea es quién lo inventó?Por supuesto, es nuestra naturaleza.De hecho, en las neuronas en nuestra familia, un hermano puede ver la luz, sino que convierte señales luminosas en señales eléctricas para transmitir la información al cerebro.Que son las células fotorreceptores en los ojos, una proteína sensible a la luz que en el cuerpo de este tipo, llamado rodopsina (Rhodopsin).Precisamente porque este cambio puede ser receptores de células fotosensibles, que puede ser controlado por la luz.Debajo de dos imágenes muestra, respectivamente, son las células fotorreceptores en la retina y distintivo de la rodopsina.¡Así no es divertido!Célula y la rodopsina y en las neuronas en el cerebro, y no la rodopsina, así que no veo la luz, ni por la de control.Durante cientos de años, los científicos están buscando formas de control de las neuronas, aunque pueden ser a través de la estimulación eléctrica de las neuronas, o a través de las drogas matan neuronas para controlar sus actividades, pero los métodos son horribles.Hasta que un día, un chico joven que mira a los ojos de Estados Unidos, en aplicación del principio de las cosas a las neuronas en el cerebro.La proteína sensible a la luz que se instala en las neuronas del cerebro, que es el equivalente a las neuronas en el cerebro con los ojos.A partir de entonces, las neuronas en el cerebro para ver el mundo más hermoso y colorido, el cerebro de los antropólogos también en otra época la nueva investigación.El siguiente es el genio de la ciencia, de la Universidad de Stanford profesor Karl Deisseroth procedentes de los Estados Unidos.Se dice que ahora en el estudio de un negro, la Ciencia y la tecnología, con el propósito de que el cerebro sea transparente, para los científicos mejor es conveniente observar el cerebro.¿El profesor Deisseroth Karl inventó la tecnología genética, qué hacer?Déjame llevarte entró en el laboratorio de cerca en este punto de alta tecnología.Mira, este tipo de investigación es nuestra estrella de ratones, no mires Mon da, el control no es cosa fácil.En general, el método de la genética de ratones de control consta de cuatro pasos: primero, necesitamos a través de métodos genéticos para el canal de expresión de proteínas sensibles a la luz en las neuronas en el cerebro.Los ratones transgénicos podemos a través de la utilización de la expresión genética de la proteína de canal se forma, por supuesto, también a través de la inyección de virus a la expresión de esta proteína en las neuronas.A continuación puedes ver un ratón en el momento del sueño, se ha convertido en un canal de proteínas sensibles a la luz.La genética después de la base de Operaciones de un Blu – Ray de fibra también tenemos que insertar a la zona específica del cerebro de ratones.Sabemos que, en diferentes regiones de nuestro cerebro encargado de diferentes funciones.Por ejemplo, la responsable de la parte de atrás de la cabeza visual occipital, lóbulo temporal cerca de la oreja, responsable de la audición.Así que con la luz azul, que activan las neuronas de diferentes regiones cerebrales, puede abrir diferentes funciones del cerebro.El segundo paso y el funcionamiento básico de la genética, nos abre canales de Blu – Ray, sensible a la luz se abre en las neuronas, las neuronas las neuronas se entusiasmo por el movimiento del cuerpo, el control de señales eléctricas.Optogenética tres medidas básicas de funcionamiento y, por último, que los ratones en la luz y no a la luz de los cambios de comportamiento que se da en ratones, cómo podemos controlar.La genética de la base de Operaciones de cuatro ahora sabemos que la genética a través de la actividad de la luz puede activar las neuronas y el cerebro.¿Entonces, cuál es el uso de esta tecnología?Luego de observar detenidamente la siguiente animación.David J. Anderson, Profesor de genética de la luz a través de un método de control de la pelea cuando hemos visto en ratones, los ratones en luces, comenzó a pelear, mientras las luces de un cierre, que de inmediato volvió a la normalidad.Esto es lo que los científicos utilizando ejemplos de control de la tecnología genética en ratones la pelea.Por supuesto, los científicos no sólo para hacer ratones pelea, a través de este tipo de método para el estudio de la conducta responsable de una zona cerebral de ratones, proporciona una fuerte evidencia de que el cerebro funciona como mecanismo de comprensión.La tecnología genética para promover nuestra comprensión de la función cerebral, nos ayuda a entender las relaciones y comportamientos específicos de las neuronas.La tecnología genética no sólo en la investigación científica de mayor esplendor cuando, en clase de tratar las enfermedades, sino también su enorme potencial.Una aplicación más directa es el tratamiento de la retinopatía causando debido a la disminución de la visión.La tecnología genética regresó a su casa en los ojos – -.La ed boyden, Profesor del Instituto de tecnología de Massachusetts en el tratamiento de enfermedades oculares de la tecnología genética ha hecho una contribución sobresaliente.En modelos de ratón de la degeneración de la retina, tratan de expresar la proteína sensible a la luz del trastorno bipolar no en células fotosensibles.Así, cuando las células en la retina, degeneración de la célula puede ser sensible a la luz, el cerebro puede utilizar células bipolares para ver el mundo exterior.La degeneración de la retina en ratones ciegos diagrama de modelo de la idea, por supuesto, no se queda sólo en el tratamiento de la ceguera en ratones, los científicos han pensado que a través de métodos de tratamiento de imagen electrónica de tecnología moderna de la genética humana y enfermedades oftalmológicas.Las gafas a través de la genética para curar las enfermedades de los ojos su figura imaginaria nervios y pequeños son socios con esta poderosa tecnología, creo que en el futuro cercano, como la depresión, enfermedad de Alzheimer, esta enfermedad, que puede ser curada.Y una vez que los científicos pueden controlar eficazmente el cerebro, entonces un montón de resolver el misterio sobre el cerebro no se resolverán.

大脑如何控制?光遗传学给大脑装光控开关   出品:中国科普博览   作者:中国科学院神经科学研究所 王飞   大家好!我是大脑的主人神经元君,今天我要给大家介绍下如何控制大脑。   大脑作为人体的司令部,控制着我们的一言一行。如果我们能够控制人的大脑,我们就可以改变人的思维,控制人的行为了。看似不可实现的想法,科学家们早已经迈出了第一步。他们不需要咒语,不需要魔杖,只需要通过一束光,就可以让你的思维发生变化。这可不是什么天方夜谭的魔术哦,这项高大上的新兴技术叫做光遗传学(Optogenetics)! 神经元君和他的实验室   光遗传学就是用特定的光作为控制信号,用遗传学的方法在大脑中安装一个光控的开关。当光一打开,大脑中的开关就打开了,大脑的某项功能就开始运作。这个开关可以安装在大脑的不同的部位,负责不同的功能。就像我们家里的遥控器,我们可以用红外光控制电视的打开,也可以用它控制空调的开关。   这种光控开关其实是一种光敏感通道蛋白(Channelrhodopsin-2,简称ChR2)。这种蛋白质可以“看到”蓝光,当这些蛋白质“看到”蓝光时,形状就发生变化,变成一个可以让离子通过的通道。在我们神经元的周围有很多带正电的离子,当蓝光照射时,这些阳离子就会通过光敏感蛋白通道流进细胞的身体内。这些离子就像兴奋剂一样,迅速地让神经元兴奋起来。这样,神经元们就可以像灯泡一样被打开或者关闭,这就相当于给神经系统装上的光控开关。 给大脑装上光控开关假想图   下面是光敏感通道蛋白的工作原理,请看动图。 光敏感通道蛋白工作原理动图   这样,光就成了神经元们的指挥棒了。通过蓝光激活光感受蛋白并使神经元兴奋,进而控制大脑。这就是光遗传学的原理。   这么巧妙的想法是谁发明的呢?   当然是我们的大自然了。   其实在我们神经元家族中,有位兄弟可以看到光,而且可以将光信号转换成电信号,将信息传递到大脑。它就是眼睛里的光感受器细胞,在这位仁兄身体中有一种能够感光的蛋白质,叫做视紫红质(Rhodopsin)。正是因为这个可以感光的开关,感受器细胞就可以受光的控制。   下面两幅图分别展示的是视网膜中的光感受器细胞及其特有的视紫红质。是不是很炫酷的样子! 光感受器细胞和视紫红质   而在大脑中的神经元们,并没有视紫红质,所以它们看不见光,也不会受到光的控制。几百年来,科学家们苦苦寻找控制神经元的方法,虽然他们可以通过电流刺激神经元,或者通过药物杀死神经元来控制它们的活动,但是那些方法都太恐怖了。   直到有一天,一位年轻的美国小伙,将眼睛看东西的原理应用到了大脑中的神经元中。他将光敏感的蛋白安装到大脑的神经元,这就相当于给大脑中的神经元装上了眼睛。从此以后,大脑中的神经元就看到了更加美丽多彩的世界,脑科学家们也进入了另外一个研究的新时代。   下图就是那位天才科学家,来自美国斯坦福大学的Karl Deisseroth教授。据说,他现在又在研究一项黑科技,目的是将大脑变透明,以方便科学家们更好地观察大脑。 Karl Deisseroth教授发明了光遗传学技术   他到底是怎么做的呢?那就让我带你们走进实验室,近距离地观察下这项高精尖技术吧。   大家看,这家伙就是我们的科研明星小鼠,别看它萌萌哒,控制好它可不是件容易的事情。一般来说,用光遗传学方法控制小鼠包括四个步骤:   首先,我们需要通过遗传学的方法将光敏感通道蛋白表达在大脑的神经元里。我们可以通过利用已经表达有光遗传通道蛋白的转基因小鼠,当然也可以通过病毒注射的方法将这种蛋白表达在神经元上。   下图你看到的是一只小鼠在做美梦的时候,被转入了光敏感通道蛋白。 光遗传学基本操作步骤一   之后我们还需要将蓝光光纤插入到小鼠的特定脑区。我们知道,大脑的不同脑区负责不同的功能。例如,后脑勺的枕叶负责视觉,耳朵附近的颞叶负责听觉。所以,我们用蓝光激活不同脑区的神经元时,就会开启大脑不同的功能。 光遗传学基本操作步骤二   然后,我们打开蓝光,神经元上的光敏感通道被打开,神经元就会兴奋,神经元通过电信号控制身体的运动。 光遗传学基本操作步骤三   最后,我们观察小鼠在给光和不给光时行为的变化,就知道小鼠如何被我们控制了。 光遗传学基本操作步骤四   现在我们知道了光遗传学通过光能够激活神经元进而控制大脑的活动。那么这项技术到底有什么用途呢?那就仔细观察下面这个动画吧。 David J. Anderson教授通过光遗传学的方法控制小鼠打斗   我们看到,小鼠在灯光打开的时候,开始疯狂地打斗,而灯光一关闭,它们就马上恢复了正常。这就是科学家们利用光遗传学的技术控制小鼠打斗的例子。   当然,科学家们不只是为了让小鼠打斗,他们通过这种方法,研究了负责小鼠打斗行为的脑区,为我们理解大脑的运作机理提供了有力证据。光遗传学技术促进了我们对大脑功能的理解,帮助我们了解特定神经元与行为的关系。   光遗传学技术不仅在科学研究上大放异彩,在治疗神经类疾病时,也展现了巨大的潜力。   最直接的应用之一就是治疗由于视网膜病变引起的视力下降。光遗传技术又回到了自己的老家――眼睛里。来自美国麻省理工学院的Ed Boyden教授在用光遗传学技术治疗眼疾方面做出了杰出贡献。在视网膜退化的小鼠模型里,他们试图将光敏感通道蛋白表达在本来不感光的双极细胞中。这样,当视网膜中能够感光的光感受器细胞退化后,大脑仍然可以利用双极细胞来看到外面的世界。 视网膜退化致盲小鼠模型示意图   当然,这个想法不会只停留在治疗眼盲小鼠上,科学家们已经想到通过光遗传学和现代电子成像技术治疗人类眼科疾病的方法。 通过光遗传学方法治眼疾的眼镜假想图 神经元君和他的小伙伴们   有了这项强大的技术,我相信不久的将来,例如抑郁症、老年痴呆症等等这些疾病,都会被治好的。而且一旦科学家们可以有效地控制大脑,那么很多有关大脑的未解之谜也将一一被揭秘。相关的主题文章: