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#Novedades de la industria
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Avances en optogenetics
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Una entrevista con el Dr. Karl Deisseroth, M.D., Ph.D., conducido por April Cashin-Garbutt, mA (Cantab)
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¿Puede usted dar por favor una introducción al optogenetics? ¿Cómo esta tecnología fue inspirada por la psiquiatría?
Optogenetics es una manera de introducir la información en el cerebro usando luz, apunta las células o las conexiones específicas a través del cerebro. Es rápido, como la señalización del cerebro, y le ayuda a comunicar con el conjunto de circuitos de los nervios en una lengua más similar a qué se utiliza normalmente dentro del cerebro.
Puede ser realizado en el comportamiento de los mamíferos que realizan tareas complejas, incluso comportamiento social y memoria, y ése entonces abre la puerta en la comprensión en un nivel más profundo, no sólo cómo las cosas trabajan, pero cómo pueden no poder trabajar en psicología y neurología.
Se piensa comúnmente entre psiquiatras y neurólogos que no hay profundamente una bastante comprensión del cerebro para construir las clases de nuevos tratamientos con la especificidad y la precisión necesitó ser acertada. Se siente en la comunidad entera, si usted está haciendo la terapia de la charla para los pacientes, está dando medicaciones bajo la forma de píldoras, o está dando tratamientos del estímulo del cerebro.
Afortunadamente, la meta de construir maneras exactas de interconexión con el cerebro no es apenas importante para la psiquiatría, sino que es también importante para la neurología básica también, y se es uno ése de los usos más emocionantes del optogenetics. Mi laboratorio es sobre todo un laboratorio de ciencia básica, investigando lo que podemos hacer en términos de avance de nuestra comprensión fundamental del cerebro.
¿Cómo hace ajuste del optogenetics en el contexto más amplio de experimentos en neurología?
Optogenetics se ha convertido en una técnica bastante estándar, hay miles y miles de laboratorios y de papeles en todo el mundo que han emergido usando él. Es parte del brazo causal del juego de herramientas usado para probar si algo es necesario o suficiente a un proceso, por ejemplo si un modelo de la actividad en una clase particular de célula es necesario o suficiente para la fisiología o el comportamiento.
Hay mucha otra tecnología maravillosa en neurología, hay herramientas genéticas y de la anatomía muy potentes por ejemplo. Donde están los ajustes del optogenetics adentro éste es cómo usted puede probar si la actividad es causal importante.
¿Qué desafíos hace optogenetics permiten que superemos?
Durante muchos años, los neurólogos han estado estudiando con eficacia correlaciones. Optogenetics le toma lejos de la observación y de correlaciones y le lleva a la causalidad.
Esta limitación es algo que el optogenetics dirigió para el campo, y es muy sinérgico con el resto de trabajo hermoso y fundacional en neurología. También proporciona el tipo especificidad y velocidad de la célula que los acercamientos anteriores no podrían proporcionar muy.
¿Qué aspecto del optogenetics usted cubrirá en su Wallace H. Coulter Lecture en Pittcon 2017?
Hablaré de la penetración emergente en cómo trabajo optogenetic de las proteínas ellos mismos. Soy realmente químico y un bioquímico antes de ése, y yo ha dedicado mucho tiempo durante los últimos ocho años o tan a entender estos canales activados ligeros del ion.
Éstas son las proteínas que ponemos en las células para hacerles que responden a la luz, ellos son proteínas hermosas incluso separadas de sus usos optogenetic. Vienen de algas y otros microorganismos permitiendo que los animales respondan a la luz, tan en Pittcon, hablaré de cómo estas proteínas trabajan, que estarán de interés particular al tipo molecular investigadores.
También hablaré de cómo nuestra comprensión más profunda de esas proteínas ha permitido que construyamos nuevos acercamientos optogenetic. Hemos podido hacer mutantes y nuevas versiones de estas proteínas porque tenemos una comprensión profundamente estructural y mecánica de la proteína sí mismo. Eso nos ha llevado totalmente a las nuevas clases de experimentos del optogenetics. Hablaré de cómo esta química básica ha llevado a los nuevos avances en neurología.
¿Qué más usted discutirá en su charla? ¿Usted discutirá el método de la CLARIDAD?
Recientemente, se hay mucho trabajo sobre CLARIDAD y todos los métodos que han venido de ella y así que hablaré de eso también. Qué mucha gente está haciendo, incluyendo mi propio laboratorio, está combinando las técnicas en un flujo de trabajo común.
Una vez que usted ha establecido un tipo particular de la célula es importante en el comportamiento de un animal usando el optogenetics, usted puede entonces obtener las redes de esas mismas células usando CLARIDAD. Eso le permite ver la conectividad, el esquema circular, de esas mismas células que usted conozca sea importante en la actividad que causa comportamiento. Eso es un paso grande adelante y muchos laboratorios están utilizando esta técnica, él nos han ayudado a comenzar a moverse hacia con una comprensión integrante de cómo el conjunto de circuitos de los nervios da lugar a comportamientos complejos.
¿Qué técnicas han sido las más importantes para su trabajo?
Actualmente, utilizamos las muchas óptica, proyección de imagen, electrofisiología y el análisis y ellas del cómputo tienen secuencias de datos hermosas pero complejas importantes convertidas particularmente el crear que podríamos ni siquiera imaginarnos antes.
De un solo ratón que conseguimos Terabyte de los datos estructurales y de la actividad y entonces cuando comenzamos a hacer experimentos numerosos y probar mucha dinámica de la población estudió a través de muchos animales, esto consigue ser muy desafiador, y así que necesitamos los métodos muy avanzados del cómputo, que han sido importantes también.
¿Cómo avances en tecnología han afectado su investigación?
Hemos ayudado a empuje muchas cosas adelante, pero mucho ha empleado la promoción del trabajo en otras disciplinas, por ejemplo, lasers. Los avances en el laser y la tecnología del LED han sido extremadamente importantes para el optogenetics.
Una computación más alta de la velocidad, dispositivos de GPU, nube que computa, y entonces avances en genéticas también. La virología básica también ha tenido mucho valor.
Mucho cuáles hemos podido hacer, incluso si habíamos querido a, no habríamos podido hacerlo hace 20 años porque estos otros campos favorables no habían alcanzado su estado actual.
¿Qué otros progresos usted quisiera ver?
Estamos consiguiendo mejor en hacer juego o exacto la alteración de modelos naturales de la actividad. ¿Podemos jugar en cualquier modelo de la actividad que queremos, pero la pregunta es cómo ésa se asemeja de cerca a un modelo natural?
Para contestar a esa pregunta, usted primero ha conseguido detectar modelos naturales para ver qué está sucediendo naturalmente. Hemos conseguido mucho mejor en ése, y tan actualmente usted puede ahora hacer juego modelos naturales de la actividad usando optogenetics y ése es algo que quisiera ver más de.
Eso requiere otra unión de los campos que combinan la proyección de imagen, colección de luz, con jugar adentro o el abastecimiento de la luz, y hacer que todo a través del mismo dispositivo, y del mismo sistema en una velocidad, e incluso en una moda del lazo cerrado que sea muy potente.
¿Cuáles son usted que mira adelante a Pittcon 2017?
Me gustan las reuniones amplias, interdisciplinarias, cuantitativas donde puedo aprender diversas cosas, quizá no algo que estoy buscando específicamente. Miro adelante a ése más que cualquier cosa, apenas consiguiendo expuesto algo que no estaría en mi trayectoria normal.
¿Cuáles son sus planes futuros de la investigación?
Queremos guardar el avanzar de optogenetics y de CLARIDAD, y con los así como la meta de entender cómo los comportamientos adaptantes y maladaptive se presentan de modelos de la actividad del circuito. Hay mucho más hacer.
Como psiquiatra estoy esperando que podemos continuar entendiendo estas preguntas profundas sobre la ansiedad, depresión, drogadicción, y conseguimos a un nivel donde podemos conseguir a la naturaleza del problema de un paciente muy exacto. Entonces seguir esto con tratamientos individualizados, pero éste puede ser mucho después.
Queremos poder pasar la ambigüedad y poder establecer claramente exactamente la biología detrás de qué pacientes están sufriendo intenso. Esto será un paso grande adelante para los pacientes, las familias, y la sociedad.