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#Neues aus der Industrie
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Fortschritte im optogenetics
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Ein Interview mit Dr. Karl Deisseroth, M.D., Ph.D., geleitet mit April Cashin-Garbutt, MA (Cantab)
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Können Sie eine Einleitung zum optogenetics bitte geben? Wie wurde diese Technologie durch Psychiatrie angespornt?
Optogenetics ist eine Weise des Vorstellens von Informationen in das Gehirn unter Verwendung des Lichtes, visiert es spezifische Zellen oder Verbindungen über dem Gehirn an. Es ist, wie Gehirnsignalisieren schnell und hilft Ihnen, mit neuralem Schaltkreis in einer Sprache dich zu verständigen, die ähnlicher ist, was normalerweise innerhalb des Gehirns verwendet wird.
Es kann durchgeführt werden, wenn man die Säugetiere sich benimmt, die komplexe Aufgaben, sogar Sozialverhalten und Gedächtnis durchführen, und das öffnet dann die Tür zum Verständnis auf einem tieferen Niveau, nicht nur wie Sachen arbeiten, aber wie sie nicht funktionieren können in der Psychologie und in der Neurologie.
Es wird allgemein unter Psychiatern und Neurologen gedacht, dass es kein tief genügendes Verständnis des Gehirns gibt, zum der Arten der neuen Behandlungen mit der Besonderheit aufzubauen und Präzision erfolgreich sein musste. Es wird in die ganze Gemeinschaft geglaubt, ob Sie Gesprächstherapie für Patienten tun, Medikationen in Form von Pillen geben oder Gehirnanregungsbehandlungen geben.
Glücklicherweise ist das Ziel des Aufbaus von genauen Weisen der Zusammenschaltung an das Gehirn nicht für Psychiatrie gerade wichtig, aber es ist auch für grundlegende Neurologie auch wichtig, und das wird eine der aufregendsten Anwendungen von optogenetics gewesen. Mein Labor ist hauptsächlich ein Labor der grundlegenden Wissenschaft und nachforscht, was wir im Hinblick auf das Voranbringen unseres grundlegenden Verständnisses des Gehirns tun können.
Wie optogenetics Sitz in den breiteren Zusammenhang von Experimenten in der Neurologie tut?
Optogenetics ist eine ziemlich Standardtechnik geworden, gibt es Tausenden und Tausenden Labors und Papiere auf der ganzen Welt, die unter Verwendung es aufgetaucht sind. Es ist ein Teil des verursachenden Armes des Toolkit, der benutzt wird, um zu prüfen, ob etwas notwendig oder zu einem Prozess genügend ist, zum Beispiel ob ein Tätigkeitsmuster in einer bestimmten Art Zelle notwendig oder für Physiologie oder Verhalten genügend ist.
Es gibt viel andere wunderbare Technologie in der Neurologie, gibt es sehr leistungsfähige genetische und Anatomiewerkzeuge zum Beispiel. Wo optogenetics Sitze herein ist, ist dieser, wie Sie prüfen können, ob Tätigkeit verursachend wichtig ist.
Welchen Herausforderungen tut optogenetics erlauben uns zu überwinden?
Jahrelang haben Neurologen effektiv Wechselbeziehungen studiert. Optogenetics nimmt Sie weg von Beobachtung und Wechselbeziehungen und nimmt Sie zur Kausalität.
Diese Beschränkung ist etwas, dass optogenetics für das Feld sich wendete, und mit der ganzer anderen schönen und grundlegenden Arbeit in der Neurologie sehr synergistisch ist. Sie liefert auch Zellart Besonderheit und Geschwindigkeit, dass frühere Ansätze nicht durchaus zur Verfügung stellen konnten.
Welchen Aspekt von optogenetics umfassen Sie in Ihrem Wallace H. Coulter Lecture bei Pittcon 2017?
Ich werde über auftauchenden Einblick in wie optogenetic Arbeit der Proteine selbst sprechen. Ich bin wirklich ein Chemiker und ein Biochemiker vor dem, und ich habe mich viel Zeit in den letzten acht Jahren oder so dem Verständnis dieser hellen aktivierten Ionenkanäle gewidmet.
Diese sind die Proteine, die wir in Zellen uns setzen, um sie auf Licht reagieren zu lassen, sie sind die schönen Proteine, die sogar von ihren optogenetic Anwendungen getrennt werden. Sie kommen von den Algen und andere Mikroorganismen, die Tiere auf Licht, so bei Pittcon reagieren lassend sprechen, werde ich, über wie diese Proteine arbeiten, die vom besonderen Interesse zur molekularen Art Forscher sind.
Ich werde auch sprechen, über wie unser tieferes Verständnis jener Proteine uns erlaubt hat, neue optogenetic Konzepte aufzubauen. Wir sind in der Lage gewesen, Mutanten und neue Versionen von diesen Proteinen zu machen, weil wir ein tief strukturelles und mechanistisches Verständnis des Proteins selbst haben. Das hat uns zu den total neuen Arten von optogenetics Experimenten geführt. Ich werde sprechen, über wie diese grundlegende Chemie zu neue Fortschritte in der Neurologie geführt hat.
Was sonst werden Sie in Ihrem Gespräch besprechen? Werden Sie die KLARHEITS-Methode besprechen?
Vor kurzem, wird es viel Arbeit über KLARHEIT und alle Methoden gegeben, die von ihr gekommen sind und also spreche ich über den auch. Was viele Leute, einschließlich mein eigenes Labor tun, verschmilzt die Techniken in einen allgemeinen Arbeitsfluß.
Sobald Sie hergestellt haben, ist- eine bestimmte Zellart im Verhalten eines Tieres unter Verwendung des optogenetics, Sie kann die Netze jener gleichen Zellen unter Verwendung der KLARHEIT dann erreichen wichtig. Das ermöglicht Ihnen, den Zusammenhang, den Schaltplan zu sehen, jener gleichen Zellen, die Sie sind wichtig in der Tätigkeit wissen, die Verhalten verursacht. Der ist ein großer Schritt nach vorn und viele Labors verwenden diese Technik, es hat geholfen uns zu beginnen, sich zu bewegen in Richtung zu mit einem integrativen Verständnis von, wie neuraler Schaltkreis komplexes Verhalten verursacht.
Welche Techniken sind zu Ihrer Arbeit am wichtigsten gewesen?
Derzeit verwenden wir viele Optik, Darstellung, Elektrophysiologie und Berechnungsanalyse und -sie haben gewordene wichtige besonders schaffen schöne aber komplexe Datenströme, dass wir nicht einmal vorher uns vorstellen könnten.
Von einer einzelnen Maus, die wir Terabyte von strukturellen und Tätigkeitsdaten und dann, wenn wir beginnen, zahlreiche Experimente zu tun und viel Populationsdynamik zu prüfen, die über vielen Tieren studiert wird, dieses erhalten, erhält, ziemlich schwierig zu sein und also benötigen wir sehr moderne Berechnungsmethoden, die auch wichtig gewesen sind.
Wie haben technische Fortschritte, Ihre Forschung ausgewirkt?
Wir haben Stoß viele Sachen vorwärts geholfen, aber viel hat er auf dem Vorangehen mit Arbeit in anderen Disziplinen zum Beispiel Lasern errichtet. Die Fortschritte in Laser und IN LED-Technologie ist für optogenetics extrem wichtig gewesen.
Höhere Geschwindigkeitsdatenverarbeitung, GPU-Geräte, auch rechnende Wolke und dann Fortschritte in den Genetik. Grundlegende Virologie ist auch sehr wertvoll gewesen.
Nicht vor viel, was wir sind in der Lage gewesen, zu tun, selbst wenn wir zu gewünscht hatten, könnten wir es 20 Jahren getan haben, weil diese anderen Unterstützungsfelder nicht ihre gegenwärtige Lage erreicht hatten.
Welche weiteren Entwicklungen möchten Sie sehen?
Wir verbessern uns am Zusammenbringen oder von natürlich vorkommenden Mustern der Tätigkeit genau an ändern. Wir können in jedem möglichem Muster der Tätigkeit spielen, die wir wünschen, aber die Frage ist, wie nah die einem natürlichen Muster ähnelt?
Um diese Frage zu beantworten, haben Sie zuerst erhalten natürliche Muster zu ermitteln um zu sehen was natürlich geschieht. Wir haben uns viel an dem verbessert, und so derzeit können Sie natürlich vorkommende Tätigkeitsmuster unter Verwendung des optogenetics jetzt zusammenbringen und das ist etwas, das ich mehr von sehen möchte.
Das erfordert noch einen Verband von den Feldern, die Darstellung, Sammlung Licht, mit herein spielen oder der Lieferung des Lichtes und dem Handeln dass ganz durch das gleiche Gerät und das gleiche System an einer hohen Geschwindigkeit und sogar auf eine Mode der Endlosschleife kombinieren, die sehr stark ist.
Was sind Sie vorwärts betrachtend zu Pittcon 2017?
Ich mag die breiten, interdisziplinären, quantitativen Sitzungen, in denen ich verschiedene Sachen lernen kann, möglicherweise nicht etwas, dass ich speziell suche. Ich schaue vorwärts zu dem mehr als alles und gerade erhalte etwas herausgestellt, das nicht in meinem normalen Weg sein würde.
Was sind Ihre zukünftigen Forschungspläne?
Wir möchten optogenetics, und KLARHEIT voranzubringen halten, und mit ihnen zusammen mit dem Ziel des Verständnisses, wie anpassungsfähiges und maladaptive Verhalten aus Stromkreistätigkeitsmustern sich ergibt. Es gibt viel mehr zu tun.
Als Psychiater hoffe ich, dass wir diese tiefen, Fragen über Angst, Krise, Drogensucht zu verstehen fortfahren können und an ein Niveau gelangen, in dem wir an die Art des Problems eines Patienten sehr genau gelangen können. , diesem mit individualisierten Behandlungen, aber diesem dann zu folgen ist möglicherweise viel später.
Unter wir möchten in der Lage sein, sich an die Mehrdeutigkeit vorbeizubewegen und in der Lage sein, die Biologie hinter, welchen Patienten genau festzulegen intensiv leiden. Dieses ist ein großer Schritt nach vorn für die Patienten, die Familien und die Gesellschaft.