Eine neue, wegweisende tool für die Visualisierung neuronaler Aktivität hat Auswirkungen für das Verständnis der Gehirnfunktionen und-Störungen, entsprechend der neuen Forschung von Wissenschaftlern der University of Alberta und ein team von internationalen Kollegen.

Das tool, namens NIR-GECO1, erkennt, wenn eine einzelne neuron aktiv ist, durch die überwachung der Anwesenheit oder Abwesenheit von calcium-Ionen. „Speziell, es gibt nah-Infrarot-Licht in Abwesenheit von calcium-Ionen. Wenn die Konzentration der calcium-Ionen erhöht sich, es wird dunkel“, erklärt Robert Campbell, professor in der Abteilung von Chemie und führen Autor der Studie. „Wenn ein neuron ‚feuert‘ die Konzentration von calcium-Ionen, erhöht sich temporär innerhalb der Zelle. Wir sehen dies als ein Dimmen des ausgesandten nah-Infrarot-Licht.“

Die Forschung baut auf früheren arbeiten in Campbell ‚ s lab konzentriert sich auf die Entwicklung eines Toolkits für die Visualisierung und Manipulation von einzelnen Neuronen. NIR-GECO1 ist ein protein kodiert, in die DNA, wodurch er sehr nützlich für die kultivierten Zellen in einem Labor oder im Modell-Organismen. Die Technologie hat das Potenzial, die es Wissenschaftlern ermöglichen, um zu bestimmen, die Wirksamkeit von therapeutischen Drogen auf zellulärer Ebene, Implikationen für die bessere, effektivere Behandlungen für eine Reihe von drängenden gesundheitlichen Bedingungen, einschließlich neurodegenerativer Erkrankungen.

„Das Gewebe ist relativ transparent, nah-Infrarot-Licht, so ist dieses tool hat das Potenzial, damit die Forscher visualisieren neuronaler Aktivität tiefer im Gehirn als derzeit möglich ist“, sagte Campbell. „Dies könnte dazu führen, wichtige Erkenntnisse in den Bereichen lernen und Gedächtnis, Schlaganfall-Prävention und Wiederherstellung, und neurodegenerative Erkrankungen.“

Die Forschung wurde unterstützt durch eine Stiftung Stipendium von der Kanadischen Institutes of Health Research. NIR-GECO1 wurde von Ph. D.-student Yong Qian und angewendet, in Zusammenarbeit mit Forschern von dem Massachusetts Institut für Technologie, das Helmholtz-Zentrum München, der Technischen Universität München, die Janelia Research Campus der Universität von Kalifornien in San Diego, Montana State University, New York University, der Universität Zürich und der ETH Zürich. Professor Campbell ist cross ernannt an der Universität von Alberta und der University of Tokyo.