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综合生物电子学和光遗传学方法研究脑-体回路。

Integrated Bioelectronic and Optogenetic Methods to Study Brain-Body Circuits.

出版信息

ACS Nano. 2024 Nov 5;18(44):30117-30122. doi: 10.1021/acsnano.4c07256. Epub 2024 Oct 23.

DOI:10.1021/acsnano.4c07256
PMID:39443299
原文链接:https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC11544702/
Abstract

The peripheral nervous system, consisting of somatic sensory circuits and autonomic effector circuits, enables communication between the body's organs and the brain. Dysregulation in these circuits is implicated in an array of disorders and represents a potential target for neuromodulation therapies. In this Perspective, we discuss recent advances in the neurobiological understanding of these brain-body pathways and the expansion of neurotechnologies beyond the brain to the viscera. We focus primarily on the development of integrated technologies that leverage bioelectronic devices with optogenetic tools. We highlight the discovery and application of ultrapotent and red-shifted channelrhodopsins for minimally invasive optogenetics and as tools to study brain-body circuits. These innovations enable studies of freely behaving animals and have enhanced our understanding of the role physiological signals play in brain states and behavior.

摘要

周围神经系统由躯体感觉回路和自主效应器回路组成,使身体器官与大脑之间能够进行通信。这些回路的失调与一系列疾病有关,代表了神经调节治疗的一个潜在靶点。在本观点中,我们讨论了对这些脑-体途径的神经生物学理解的最新进展,以及神经技术从大脑扩展到内脏。我们主要关注的是利用生物电子设备与光遗传学工具相结合的集成技术的发展。我们强调了超效和红移通道视紫红质的发现和应用,它们可用于微创光遗传学,并作为研究脑-体回路的工具。这些创新使我们能够对自由活动的动物进行研究,并增强了我们对生理信号在大脑状态和行为中所起作用的理解。

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