Glänzende Laser-Maus Gehirn wirft ein Licht auf die Zellen, die zentral für Alzheimer, Schizophrenie

Die Alzheimer-Krankheit und Schizophrenie sind einige der häufigsten Erkrankungen des Gehirns und wurden im Zusammenhang mit den Problemen in den Zellen, die enthalten eine Art von protein, genannt parvalbumin. Diese parvalbumin-haltige Zellen-Konto für fast ein Zehntel der Zellen in Ihrem Gehirn, jedoch, relativ wenig ist bekannt über das, was parvalbumin Zellen. Durch die Stimulierung Maus-Gehirne mit Lasern, haben Forscher begonnen, das überraschende Erkenntnisse darüber, wie Sie arbeiten.

Forscher im Labor von Dr. Adam F. Bauer, an der Washington University in St. Louis haben festgestellt, überraschende Veränderungen in Blutvolumen und der flow, wenn parvalbumin-haltige Zellen stimuliert werden. Die Technik, die Sie verwendet, setzt auf speziell gezüchtete Mäuse, deren Gehirne stimuliert werden kann mit laser-Impulsen. Präsentieren Sie Ihre Ergebnisse auf der OSA-Biophotonik-Kongress: Optics in Life Sciences meeting in Tucson, Ariz., 14-17 April 2019.

Einer der wichtigsten Typen der das Gehirn die hemmenden Zellen, parvalbumin-exprimierenden Zellen gefunden wurden, verantwortlich zu sein für die Führung der endlosen Signale des Gehirns zu synchronisieren. Da richtigen Nervensystem-Entwicklung stützt sich auf die Nerven immer wieder das feuern im Konzert mit einander im Laufe der Zeit die Durchführung dieses neuronale Symphonie wurde festgestellt, dass ein wichtiger Teil der Regulierung der verbindungen zwischen den Gehirnzellen, die es Ihnen erlauben, sich normal zu entwickeln.

Die Technik der Stimulation des Gehirns mit Licht-Signale, die sogenannte optogenetik, produziert hat große Fortschritte in unserem Verständnis von, wie das Gehirn funktioniert, wie unser Gehirn verarbeiten Angst und unser Geruchssinn, oder was bewirkt, dass wir abhängig werden von Drogen.

„Die optogenetik ist bequemer, weniger invasive und wiederholbare,“ Joonhyuk Lee, einer der Bauer-Gruppe, die Forscher sagte. „Und es ist einfacher. Sie nicht zu bleiben, alle Sonden in Maus-Gehirn oder so etwas.“

Erstens, die Forscher züchteten Mäuse, ausgedrückt einen besonderen, lichtempfindlichen protein, genannt channelrhodopsin über das ganze Gehirn. Channelrhodopsin wurde ursprünglich in Algen, aber Wissenschaftler können es verwenden, um zu wählen, welche Teile im Gehirn einer Maus zu aktivieren. Hit, der Bereich des Gehirn der Maus mit der rechten farbige laser und aktivieren Sie die gewünschte neuronale Schaltkreis.

Das team züchtete Mäuse, channelrhodopsin klebte an parvalbumin-exprimierenden Neuronen und Mäuse mit kanalrhodopsin auf erregende Thy1-exprimierende Zellen, zum Vergleich. Mit jeder Gruppe, Sie waren in der Lage zu stimulieren, die Maus-Gehirne mit Lasern und die Ergebnisse vergleichen.

Wenn die meisten Neuronen werden angeregt, Lee sagte, das Gehirn bietet Ihnen mit mehr Blut und Sauerstoff. Dies geschah mit den erregenden Thy-1-Zellen, aber das Labor Erkenntnisse über den Blutfluss und Volumen zeigte die entgegengesetzte Reaktion, wenn parvalbumin-exprimierenden Zellen stimuliert wurden.

„Wie die Aktivität in spezifischen neuronalen Populationen gekoppelt ist, um lokale änderungen in der Durchblutung ist von grundlegender Bedeutung um zu verstehen, wie das Gehirn reguliert den Blut versorgen“, sagte Lee.

Die Wissenschaftler kamen zu dem Schluss, dass parvalbumin-exprimierenden Zellen haben eine Art ziehen sich zurück und fine-tuning der Durchblutung in Bereichen, in denen Sie aktiviert sind.

Die Forscher Maßen die Blut-und Sauerstoff-Niveaus durch Leuchten einer separaten laser-system, eine sogenannte laser-speckle-kontrastreiche Bildgebung am Gehirn. Wenn die Mäuse schnurrhaare berührt wurden, Lee und seine Kollegen erstmals festgestellt, dass parvalbumin-Zellen konnte nach unten skalieren in der Nähe zur Verfügung stehen Blut und Sauerstoff, wenn aufgeregt. Die Gruppe dann gemessen, die verschiedene Bereiche des Gehirns und entdeckt, dass parvalbumin-Zellen könnte helfen, Botschaften zu weit entfernten Ecken des Gehirns zu ändern, Ihre Hämodynamik, oder die Durchblutung sowie.

„Wir hatten nicht erwartet, dass die Aktivierung von parvalbumin-exprimierenden Neuronen würde im Ergebnis eine Reduktion der lokalen Durchblutung und Volumen,“ Lee sagte. „Sogar noch mehr, obwohl es sein könnte ein Indirekter Grund, der Tatsache, dass wir sahen ähnliche hämodynamische Aktivität in den weiter entfernten Bereichen des Gehirns war sehr überraschend.“