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매사추세츠 대학교 애머스트(University of Massachusetts Amherst)의 연구원들은 다양한 파장의 빛으로 뇌 활동을 자극하거나 억제할 수 있는 획기적인 이중 색상 광유전 신경 프로브를 개발했습니다. 새로운 탐사선은 대뇌 피질과 심부 뇌 영역에 있는 뉴런의 전기 신호에 대한 전례 없는 제어를 약속합니다.
연구원들은 이중 색상 MicroLED 및 미세 전극 어레이와 모놀리식으로 통합된 광전자 신경 프로브를 개발하고 피질 층별 양방향 생체 내 광유전 전기 생리학에 대한 기능을 시연합니다. 이 신경 탐색 기술은 뇌 회로의 고해상도 심문을 추가하고 신경 질환 모델에 대한 정보를 제공할 수 있습니다. (출처: Cell Reports Physical Sciences) 들뜸이나 억제로 제한된 이전의 단색 탐침과는 달리, 이중 색상 설계는 신경 미세 회로의 조사를 돕기 위해 동일한 뉴런을 강화하거나 침묵시키는 것을 가능하게 합니다. 수석 연구원 광유 쉬에 따르면, 이 양방향 광유전학적 능력은 뇌전증과 파킨슨병과 같은 질병에 대한 새로운 통찰력을 가능하게 할 것이라고 합니다.
소형화된 프로브는 뇌 활동을 기록하기 위해 마이크로 전극과 함께 다양한 색상을 방출하는 촘촘히 채워진 마이크로 LED를 통합합니다. 쥐를 대상으로 한 초기 실험에서 체세포 감각 피질의 다양한 피질 층의 흥분과 억제가 성공적으로 입증되었습니다.
(A) 조명된 파란색 및 빨간색 LED가 있고 참조(REF) 및 접지(GND) 전극으로 납땜된 패키지 프로브입니다. 스케일 바, 5mm. (B) 프로브 팁과 세부 치수의 확대 보기입니다. 스케일 바, 100mm. (C)마우스 체성감각 피질에 삽입되는 프로브의 개략도. LED와 MEA는 IV층과 V층에 걸쳐 배치되어 있으며 흥분성(파란색 삼각형) 및/또는 억제성(빨간색/녹색 타원형) 뉴런으로 둘러싸여 있습니다. (D) 단순화된 제조 흐름. (출처: Cell Reports Physical Sciences) 수석 연구원인 Guangyu Xu는 “우리는 두 가지 색상의 빛 중 하나를 보내서 신경 기록 신호에 반영되는 것처럼 국소 뇌 영역의 뉴런이 더 활성화되거나 조용해지게 할 수 있습니다.”라고 말했습니다. “이 양방향 기능은 뇌 회로를 정확하게 조사하고 질병을 모델링하는 데 도움이 될 수 있습니다.”
Xu는 향후 연구 방향에 대해 “우리의 목표는 이 기술을 계속 확장하여 신경퇴행성 질환의 치료 중재를 위한 뇌 회로를 매핑하는 데 잠재적으로 도움을 주는 것입니다.”라고 말했습니다. 초기 연구에 따르면 이 프로브는 결국 중추 또는 말초 신경계의 다른 부분에서도 활동을 조절하는 데 적용될 수 있습니다. ※ 퀘이사존 공식 기사가 아닌 해외 뉴스/기사를 번역한 것으로, 퀘이사존 견해와 주관은 포함되어 있지 않습니다. |
