激光局部加热实现神经元的光激活
生物物理
2012-07-04 v1 定量方法
摘要
我们提出了一种无需表达光敏蛋白即可实现神经元时空精确光激活的方法。该方法依赖于通过染料或碳颗粒吸收进行的热能传导，且无需电压门控通道即可产生跨膜电流。我们在水蛭（Hirudo verbana）神经元中展示了光热引发动作电位，在非洲爪蟾卵母细胞中展示了跨膜电流。热能由聚焦的50毫秒、650纳米激光脉冲传递，总脉冲能量在250至3500微焦之间。我们记录了一种可扩展至多个靶点的光学递送系统，用于靶向特定神经元。该方法可靠地实现光激活（70-90%的尝试成功率），并可发出多个脉冲（6-9个），且通过细胞内记录测量的细胞特性变化极小。直接光激活为动物（如水蛭）神经回路全光分析迈出了重要一步，在这些动物中光敏化合物的基因表达不可行。
引用
@article{arxiv.1207.0556,
title = {Photoactivation of neurons by laser-generated local heating},
author = {Benjamin Migliori and Massimiliano Di Ventra and William Kristan},
journal= {arXiv preprint arXiv:1207.0556},
year = {2012}
}
备注
10 pages, 4 figures. Submitted July 2, 2012