Доктор. Ижар работает в относительно новой области оптогенетики, в которой ученые используют генную инженерию и лазерный свет в тонких оптических волокнах для исследования живого мозга. С помощью этих инструментов ученые могут модулировать и контролировать деятельность нервных цепей в головном мозге и, таким образом, начинать распутывать сети связей и узлов в коммуникационных системах мозга.
Доктор.
Ижара особенно интересует связь на большом расстоянии между нервными клетками в разных областях мозга. «Координация между различными системами мозга жизненно важна для нормального функционирования мозга», – говорит он, продолжая: «Если мы сможем понять протяженные линии связи между клетками, которые находятся в разных областях мозга – некоторые из них вполне далеко друг от друга – в будущем мы сможем понять изменения, происходящие в мозге при таких заболеваниях, как депрессия, тревога и шизофрения. Поскольку у нас нет понимания этих заболеваний на функциональном уровне, нам крайне не хватает хороших способов их лечения."
Оптогенетика включает вставку гена светочувствительного белка в нейроны с использованием модифицированного вируса.
Затем эти нейроны активируются, когда свет фокусируется на них через тонкие оптические волокна. Доктор. Ижар и его команда разработали метод, который позволяет им увеличивать масштаб определенной части сети мозга: «коммуникационные кабели», соединяющие весь мозг.
Эти «кабели» представляют собой аксоны – тонкие продолжения нервных клеток, которые переносят электрические импульсы от центров клеток. Некоторые аксоны относительно короткие и связаны с соседними нейронами, но другие могут быть длинными, достигая отдаленных областей мозга.
В новом исследовании, которое было опубликовано в журнале Nature Neuroscience, команда под руководством аспиранта Матиаса Мана показала, что оптогенетические методы могут использоваться для временного отключения этих аксонов дальнего действия, что эффективно приводит к обратимому «разъединению» между двумя удаленными друг от друга головными мозгами. узлы.
Наблюдая за тем, что происходит при отключении важнейших соединений, исследователи смогли составить представление о роли аксонов во внутреннем диалоге мозга. Поскольку часто считается, что психические и неврологические заболевания являются результатом изменений в связях между мозгом на большие расстояния, эти исследования могут способствовать лучшему пониманию механизмов, лежащих в основе здоровья и болезней в головном мозге.
«Исследование привело нас к более глубокому пониманию уникальных свойств аксонов и синапсов, которые формируют связи между нейронами», – говорит д-р.
Йижар. «Нам удалось обнаружить реакцию аксонов на различные оптогенетические манипуляции. Понимание этих различий будет иметь решающее значение для раскрытия механизмов междугородного общения в мозгу."