✅اما Optogenetics دقیقاً چیست؟

🔦🧠 تصور کنید بتوانیم در مغز، فقط یک نوع خاص از نورون‌ها را انتخاب کنیم و با پالس‌های نور آن‌ها را روشن یا خاموش کنیم.

🌱 ایده از یک موجود خیلی ساده شروع شد. Hegemann و Nagel پروتئین‌های حساس به نور، از جمله Channelrhodopsin، را مطالعه کردند. بعدها این ایده به نورون‌ها منتقل شد و Deisseroth و همکارانش نشان دادند که می‌توان از این پروتئین‌ها مثل یک کلید نوری برای کنترل نورون‌ها استفاده کرد.

🎯 اما چرا این کشف این‌قدر مهم است؟
فرض کنید هنگام لمس یک جسم، نورون خاصی فعال می‌شود.

با روش‌های معمول می‌توانیم بگوییم:
«این نورون هنگام لمس فعال شد.»
اما سؤال مهم‌تر این است:
«اگر خودمان این نورون را فعال کنیم، آیا مغز واقعاً احساس لمس خواهد کرد؟»
اینجاست که Optogenetics بازی را عوض می‌کند.

می‌توانیم یک گروه از نورون‌ها را فعال کنیم و ببینیم چه اتفاقی می‌افتد؛ یا برعکس، آن‌ها را برای یک بازه‌ی زمانی مشخص خاموش کنیم و ببینیم کدام رفتار یا عملکرد از بین می‌رود.
چیزی شبیه ساختن یک ضایعه‌ی موقت و قابل برگشت در مغز؛ بدون اینکه واقعاً بافت مغز را تخریب کنیم.

💡یعنی از همبستگی (Correlation) به سمت علیت (Causation) حرکت میکنیم.

دیگر فقط نمی‌پرسیم: «این نورون با این رفتار ارتباط دارد؟»
بلکه می‌توانیم بپرسیم: «اگر فعالیت این نورون را تغییر بدهم، آیا رفتار هم تغییر می‌کند؟» و فناوری هر روز دقیق‌تر شده است.
در روش‌های پیشرفته‌تر، حتی می‌توان الگوهای سه‌بعدی و بسیار دقیق فعالیت را در مجموعه‌ای از نورون‌ها ایجاد کرد؛ یعنی به‌جای تحریک یک منطقه‌ی بزرگ، می‌توان الگوهای پیچیده‌تری از فعالیت عصبی را شبیه‌سازی کرد.

🚀 و شاید جذاب‌ترین قسمت داستان، آینده باشد:  اگر بتوانیم فعالیت مغز را بخوانیم، یک الگوی خاص را تشخیص دهیم و سپس با نور، فعالیت مشخصی را دستکاری کنیم، می‌توانیم به سمت سیستم‌های Closed-loop  برویم:

Brain activity → Detection → Stimulation → Brain response

چنین رویکردهایی در پژوهش‌های حافظه و بیماری‌های عصبی و حتی بازگرداندن بخشی از بینایی در حال بررسی هستند؛ البته بسیاری از این کاربردها هنوز در مرحله‌ی پژوهش و توسعه‌اند.


🌱 یک پروتئین حساس به نور در یک جلبک
🔦 یک کلید برای نورون‌ها
🧠 ابزاری برای فهم رابطه‌ی مغز و رفتار
🚀 و شاید در آینده، ابزاری برای درمان برخی اختلالات عصبی

💡گاهی یک کشف بنیادی، سال‌ها بعد تبدیل به ابزاری می‌شود که حتی سؤال‌هایی را که می‌توانیم از مغز بپرسیم، تغییر می‌دهد. 

Piko 🐾
🏢 آکادمی آنلاین مهندسی پزشکی و هوش مصنوعی
@onlinebme