光学和光子学

我们可以用光对抗神经疾病吗?

字号+ 作者:admin 来源:小丑鱼-分享科普知识 2019-11-16 16:44

一种新的有机装置可以用光影响单个细胞和组织的电特性,从而为生物医学科学家在各个领域(例如刺激神经细胞)开辟了激动人心且强大的机会。瑞典林雪平大学有机电子实验室的 MarieJakeov 和她的同事们是第一个生产基于有机材料的设备的设备,该设备可控制单电池的电特性。这种被称为有机电解光电电

  一种新的有机装置可以用光影响单个细胞和组织的电特性,从而为生物医学科学家在各个领域(例如刺激神经细胞)开辟了激动人心且强大的机会。瑞典林雪平大学有机电子实验室的 MarieJakešová 和她的同事们是第一个生产基于有机材料的设备的设备,该设备可控制单电池的电特性。这种被称为有机电解光电电容器(OEPC)的设备可以代替传统的电极,具有微创性,并且无需电线或基因工程即可工作。

我们可以用光对抗神经疾病吗?

  首先是什么:鸡还是鸡蛋?

  在这种情况下,问题不在于言辞:该小组先前已证明OEPC刺激了盲小鸡视网膜的神经节细胞。现在,他们进一步采取了自己的方法,并在非洲爪蛙(Xenopus laevis)的卵细胞的帮助下,展示了其在单个细胞水平上的作用。他们的结果表明,OEPC成功地改变了细胞膜的电荷分布,从照明后钾通道的开放中可以看到它们。

  该小组使用一种特定的有机材料混合物,其电子结构使光吸收效率比硅晶片高一百倍,从而可以制造出纳米级厚度的器件。通过优化《科学进展》中描述的设备的材料组合,该团队将其设计为可在630-660 nm波长范围内工作,而人体组织对光最透明。

  “我们正在开发的技术旨在成为人工刺激神经组织的最简单,最简单的技术” – 有机电子实验室的主要研究人员Eric Glowacki解释说,这意味着类似的设备具有体内应用的前景,例如在外围设备中神经刺激。

  该设备基于电容耦合进行操作,其中在存在电场的情况下,能量在一个电网内或远距离网络之间转移。研究人员证明,尽管在细胞膜上存在卵黄膜(卵细胞的特性),但与被卵细胞的电容耦合比他们最初预期的效率更高。这使得光更难以穿透。此外,数值模型证明,所经历的电压超过了触发神经细胞放电所需的阈值水平。

  从电信到神经疾病的治疗

  Glowacki指出:“ [重要的是,要呼唤现代电信基于光电元件的逻辑:光被转换为电信号。” 研究人员认为,该路径值得进一步探索,其OEPC设备的优化(基于与现代电信相同的原理)具有巨大的潜力-尤其是因为其原型能够经受住灭菌处理,即使经过大量照明,其稳定性也相对稳定周期。他们相信,一旦优化了OEPC设备,与先进的可植入平台的集成就可以以侵入性更小,最安全的方式来治疗神经疾病。

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