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#Actualités du secteur
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Avances dans l'optogenetics
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Une entrevue avec Dr. Karl Deisseroth, M.D., Ph.D., conduit par April Cashin-Garbutt, mA (Cantab)
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Pouvez-vous veuillez donner une introduction à l'optogenetics ? Comment cette technologie a-t-elle été inspirée par la psychiatrie ?
Optogenetics est une manière de présenter l'information dans le cerveau utilisant la lumière, il vise les cellules ou les connexions spécifiques à travers le cerveau. Il est rapide, comme la signalisation de cerveau, et vous aide à communiquer avec les circuits neuraux dans une langue plus semblable à ce qui est normalement employé dans le cerveau.
Il peut être effectué en se comportant des mammifères effectuant des tâches complexes, même le comportement social et la mémoire, et cela ouvre alors la porte à la compréhension à un niveau plus profond, non seulement comment les choses fonctionnent, mais comment elles peuvent pour fonctionner en psychologie et neurologie.
On le pense généralement parmi des psychiatres et des neurologues qu'il n'y a pas profondément assez de compréhension du cerveau pour établir les genres de nouveaux traitements avec la spécificité et la précision a dû être réussie. On le sent dans la communauté entière, si vous faites la thérapie d'entretien pour des patients, donnez des médicaments sous forme de pilules, ou donnez des traitements de stimulation de cerveau.
Heureusement, le but d'établir des manières précises de se connecter par interface au cerveau n'est pas simplement important pour la psychiatrie, mais il est également important pour la neurologie de base aussi, et cela est été l'une des applications les plus passionnantes de l'optogenetics. Mon laboratoire est principalement un laboratoire de science fondamentale, étudiant ce que nous pouvons faire en termes d'avancer notre compréhension fondamentale du cerveau.
Comment fait l'ajustement d'optogenetics dans le contexte plus large des expériences en neurologie ?
Optogenetics est devenu une technique assez standard, il y a des milliers de laboratoires et de papiers autour du monde qui ont émergé utilisant lui. Ce fait partie du bras causal de la boîte à outils employée pour examiner si quelque chose est nécessaire ou suffisante à un processus, par exemple si un modèle d'activité dans un type particulier de cellule est nécessaire ou suffisant pour la physiologie ou le comportement.
Il y a beaucoup d'autre technologie merveilleuse en neurologie, il y a les outils très puissants génétiques et d'anatomie par exemple. Là où les ajustements d'optogenetics est dedans c'est comment vous pouvez examiner si l'activité est causal importante.
Quels défis fait l'optogenetics nous permettent de surmonter ?
Depuis de nombreuses années, les neurologistes avaient effectivement étudié des corrélations. Optogenetics vous prend à partir de l'observation et des corrélations et vous porte à la causalité.
Cette limitation est quelque chose que l'optogenetics a adressé pour le champ, et est très synergique avec tout l'autre beau et fondamental travail en neurologie. Elle fournit également le type spécificité et vitesse de cellules que les approches antérieures ne pourraient pas tout à fait fournir.
Quel aspect d'optogenetics couvrirez-vous dans votre Wallace H. Coulter Lecture chez Pittcon 2017 ?
Je parlerai de l'analyse naissante dans comment le travail optogenetic des protéines elles-mêmes. Je suis réellement un chimiste et un biochimiste avant celui, et j'ai consacré beaucoup de temps au cours des huit dernières années ou ainsi à comprendre ces canaux activés légers d'ion.
Ce sont les protéines que nous mettons dans des cellules afin de leur faire répondre à la lumière, elles sont de belles protéines même séparées de leurs applications optogenetic. Elles viennent des algues et d'autres micro-organismes permettant aux animaux de répondre à la lumière, ainsi chez Pittcon, je parlerai de comment ces protéines fonctionnent, qui seront d'intérêt particulier au type moléculaire investigateurs.
Je parlerai également de comment notre compréhension plus profonde de ces protéines nous a permise d'établir de nouvelles approches optogenetic. Nous avons pu faire des mutants et de nouvelles versions de ces protéines parce que nous avons une compréhension profondément structurelle et mécaniste de la protéine elle-même. Cela nous a menés aux genres totalement nouveaux d'expériences d'optogenetics. Je parlerai de comment cette chimie de base a mené à de nouvelles avances en neurologie.
Que discuterez-vous dans votre entretien ? Discuterez-vous la méthode de CLARTÉ ?
Récemment, il y est eu beaucoup de travail sur la CLARTÉ et toutes les méthodes qui sont venus de elle et ainsi je parlerai de cela aussi bien. Ce que beaucoup de personnes font, y compris mon propre laboratoire, fusionne les techniques dans un déroulement des opérations commun.
Une fois que vous avez établi un type particulier de cellules est important dans le comportement d'un animal utilisant l'optogenetics, vous peut alors obtenir les réseaux de ces mêmes cellules utilisant la CLARTÉ. Cela te permet de voir la connectivité, le schéma de circuit, de ces mêmes cellules que vous connaissez êtes important dans l'activité causant le comportement. C'est un grand pas en avant et beaucoup de laboratoires emploient cette technique, il nous a aidés à commencer à se déplacer vers avec une compréhension intégratrice de la façon dont les circuits neuraux provoquent des comportements complexes.
Quelles techniques ont été les plus importantes pour votre travail ?
De nos jours, nous employons beaucoup d'optique, représentation, électrophysiologie et l'analyse et elles de calcul ont les trains de données de belles mais complexes données importants devenus en particulier de création que nous ne pourrions pas même imaginer avant.
D'une souris simple que nous obtenons des Terabyte des données structurelles et d'activité et puis quand nous commençons à faire de nombreuses expériences et à examiner beaucoup de dynamique de la population étudiée à travers beaucoup d'animaux, ceci obtient d'être tout à fait provocant, et ainsi nous avons besoin des méthodes très avancées de calcul, qui ont été importantes aussi.
Comment avances dans la technologie ont effectué votre recherche ?
Nous avons aidé la poussée beaucoup de choses en avant, mais beaucoup d'elle a construit sur frayer un chemin le travail dans d'autres disciplines, par exemple, lasers. Les avances dans le laser et la technologie de LED a été extrêmement importante pour l'optogenetics.
Un calcul plus élevé de vitesse, des dispositifs de GPU, un nuage calculant, et puis des avances dans la génétique aussi bien. La virologie de base a également été de grande valeur.
Beaucoup de ce que nous avons pu faire, même si nous avions voulu à, nous ne pourrions pas l'avoir fait il y a 20 ans parce que ces autres champs de soutien n'avaient pas atteint leur état actuel.
Quels développements ultérieurs voudriez-vous voir ?
Nous atteignons mieux assortir ou changer avec précision les modèles naturels de l'activité. Nous pouvons jouer dans n'importe quel modèle d'activité que nous voulons, mais la question est-elle comment étroitement cela ressemble à un modèle naturel ?
Pour répondre à cette question, vous avez d'abord obtenu de détecter les modèles naturels pour voir ce qui se produit naturellement. Nous avons en eu bien mieux après celui, et tellement de nos jours vous pouvez maintenant assortir les modèles naturels d'activité utilisant l'optogenetics et c'est quelque chose que je voudrais voir plus de.
Cela exige encore une autre union des champs combinant la représentation, collection de lumière, avec jouer dedans ou fournir la lumière, et faire que tout par le même dispositif, et le même système à une grande vitesse, et même d'une mode de boucle bloquée qui est très puissante.
Quelle êtes-vous attendant avec intérêt chez Pittcon 2017 ?
J'aime les larges, interdisciplinaires, quantitatives réunions où je peux apprendre différentes choses, peut-être pas quelque chose que je recherche spécifiquement. J'attends avec intérêt celui davantage que n'importe quoi, juste obtenant exposé à quelque chose qui ne serait pas dans mon chemin normal.
Quels sont vos futurs plans de recherches ?
Nous voulons continuer à avancer l'optogenetics et la CLARTÉ, et les employant ainsi que le but de comprendre comment les comportements adaptatifs et maladaptive résultent des modèles d'activité de circuit. Il y a beaucoup plus de faire.
En tant que psychiatre j'espère que nous pourrons continuer de comprendre ces questions profondes au sujet d'inquiétude, dépression, toxicomanie, et obtenons à un niveau où nous pouvons obtenir à la nature du problème d'un patient très avec précision. Suivre alors ceci avec des traitements individualisés, mais ceci peut être beaucoup plus tard.
Nous voulons pouvoir se déplacer après l'ambiguïté et pouvoir indiquer exactement exactement la biologie derrière de quels patients souffrent intensément. Ce sera un grand pas en avant pour les patients, les familles, et la société.