Blau-Licht-Trigger-Speicher und emphatischen Angst bei Mäusen, die über nicht-invasive Ansatz

Blau-Licht-Trigger-Speicher und emphatischen Angst bei Mäusen, die über nicht-invasive Ansatz

2020-01-21

Forscher am Zentrum für Kognition und Sozialität, in der Institute for Basic Science (IBS) in Süd-Korea, haben entwickelt eine verbesserte biologische Werkzeug, das steuert, calcium (Ca2 ) Spiegel im Gehirn durch Blaulicht. Veröffentlicht in Nature Communications, das optogenetische Konstrukt, genannt monster-OptoSTIM1 oder monSTIM1 für kurze, bewirkt eine Veränderung in den Mäusen das fürchten zu lernen-Verhalten, ohne die Notwendigkeit von Glasfaser-Implantate im Gehirn.

Das Gehirn nutzt Ca2 – Signaltransduktion zu regulieren eine Vielzahl von Funktionen, einschließlich Gedächtnis, emotion und Bewegung. Mehrere Beweise zeigen die Korrelation zwischen abnorm regulierten Ca2 Ebenen in bestimmten Zellen des Gehirns und neurodegenerativen Erkrankungen, aber die details bleiben noch im Dunkeln. Für das Verständnis der genauen Rolle von Ca2 Signalisierung, das IBS-team ist das Studium Ca2 -spezifische Modulatoren, die ausgelöst werden kann, die in verschiedenen teilen des Gehirns zu einer bestimmten Zeit.

Die optogenetik nutzt Licht zur Steuerung Ca2 – Signaltransduktion im Gehirn der Maus. Da das Gehirn ist umgeben von Haaren, Haut und Schädel, die verhindern, dass Licht vom erreichen der tieferen Gewebe, Glasfaser-insertion in das Gehirn verwendet, um die norm in der optogenetik. Allerdings werden diese Implantate können Entzündungen verursachen, morphologische Veränderungen von Neuronen und die Trennung von neuronalen schaltungen. In dieser Studie, die Forschungs-team verbessert Ihre optogenetische Werkzeug so, dass es funktioniert mit einer externen Quelle von blauem Licht leuchtete von der Decke der Maus Käfig, und ohne die Notwendigkeit von Gehirn-Implantate.

MonSTIM1 ist aus einem Teil (CRY2), der reagiert auf blaues Licht und ein weiterer Teil (STIM1), der aktiviert calcium-Kanäle. Im Vergleich zu den zuvor entwickelten optogenetische Techniken, die Forscher waren in der Lage zu verbessern CRY2 Licht-Empfindlichkeit von etwa 55-Fach und auch vermeiden, die Erhöhung der basalen Ca2 Ebenen. Die monSTIM1 Konstrukt injiziert wurde in das Gehirn der Maus durch ein virus, und wurde gezeigt, aktivieren Sie Ca2 Signale im cortex sowie in den tieferen hippocampus und thalamus-Regionen.

Das team beobachtete Verhaltensänderungen von Mäusen mit monSTIM1 ausgedrückt in exzitatorischen Neuronen im anterioren Cingulum, einer Hirnregion, die eine zentrale Funktion in der empathischen Emotionen. Mäuse, die mit aktivierten monSTIM1 eingefroren mit der Angst von sich auf andere Mäuse, die erlebte einen leichten elektrischen Fuß-Schock. Vierundzwanzig Stunden später die gleichen Mäuse erinnerte sich über Sie und zeigte wieder eine verstärkte Angst-Antwort, die angibt, dass Ca2 – Signaltransduktion beigetragen, um sowohl kurz – und langfristige soziale Angst Antworten.