Оптогенетика начала развиваться меньше пяти лет назад. Изучая данную область науки, ученые смогли с помощью света производить воздействие на головной мозг и клетки нервной системы. До сегодняшнего дня ученые передавали импульсы в головной мозг от внешнего источника света. Это можно было увидеть на фотографиях из научных журналов, на которых изображены грызуны с оптоволоконным кабелем, торчащим из головы.
Группа ученых из Стэндфордского университета создала миниатюрные оптогенетические ключи на основе специальных светодиодов. Управление такими датчиками происходит с использованием беспроводных технологий, что позволяет вживить устройство под кожу животного. Также использование крошечных ключей позволит ученым проводить стимуляцию нервной системы в те моменты, когда животное находится в привычном окружении и не испытывает страха.
Изобретение стэндфордских ученых состоит из специальной микросхемы, светодиода и крошечной катушки, которая предназначена для питания устройства. Масса ключа колеблется от двадцати до пятидесяти миллиграмм, что позволяет произвести его имплантацию под кожу головы грызуна, которая весит всего два грамма. Кроме мозга, такое устройство можно будет разместить в области спинного мозга и даже в нервных тканях конечностей, что позволит проводить эксперименты с периферийной нервной системой.
Для оптимальной передачи управляющих импульсов животное с имплантированным оптогенетическим ключом размещается в специальной резонансной камере. Частота электромагнитного поля катушки и резонансной камеры совпадают, что позволяет передать необходимую для датчика энергию почти без потерь. Также такая технология не требует наличия антенны направленного действия, которая постоянно отслеживает нахождение животного с датчиком.
Для испытания опытного образца ученые провели ряд экспериментов, в ходе которых заставляли животных двигаться по кругу, а спинной и головной мозг – осуществлять обмен информацией по команде. Ученые считают, что их изобретение позволит по-новому взглянуть на нейробиологию и откроет перед исследователями мозга новые возможности.
