Akceptuję
W ramach naszej witryny stosujemy pliki cookies w celu świadczenia państwu usług na najwyższym poziomie, w tym w sposób dostosowany do indywidualnych potrzeb. Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień dotyczących cookies oznacza, że będą one zamieszczone w Państwa urządzeniu końcowym. Możecie Państwo dokonać w każdym czasie zmiany ustawień dotyczących cookies. Więcej szczegółów w naszej Polityce Prywatności

Zamknij X
PCI

Naukowy styl życia

Nauka i biznes

Strona główna Informacje
Dodatkowy u góry
Labro na dole

Technologia OLED pomoże kontrolować neurony

Technologia OLED może wkrótce zostać wykorzystana do wsparcia nowoczesnej optogenetyki, torując drogę do lepszego zrozumienia sieci neuronowych oraz protetyki nowej generacji.

Możemy nie zdawać sobie z tego sprawy, ale neurony są odpowiedzialne za naszą umiejętność rozumowania i interakcje z otoczeniem. Dzięki optogenetyce komórki te mogą być teraz kontrolowane z wysoką precyzją za pomocą światła, co może przyczynić się do rozwoju technik leczenia chorób neurologicznych czy zaburzeń wzroku. Jednakże technika ta opiera się na diodach LED lub źródłach światła laserowego, które są ograniczone pod względem precyzji i rozkładu przestrzennego, co oznacza, że często nie są w stanie kontrolować poszczególnych neuronów.

- Doprowadzenie światła z tych źródeł do właściwego obszaru mózgu u żywego zwierzęcia zazwyczaj wymaga utrzymania zwierzęcia pod mikroskopem lub wykorzystania nieporęcznych i sztywnych komponentów, które są nieprzyjemne przy zetknięciu z miękką tkanką i w związku z tym mogą wpłynąć na zachowanie zwierzęcia - wyjaśnia Caroline Murawski z grupy Marie Skłodowska Curie fellow z University of St Andrews.

Dzięki funduszom z projektu NEUROLED (Organic Light-Emitting Diodes for Optogenetic Control of Neurons - Organiczne diody emitujące światło do optogenetycznej kontroli neuronów) Murawski chce pokonać te ograniczenia poprzez podzielenie OLED na skale o długości subkomórkowej o niezwykle wysokiej rozdzielczości, tak aby umożliwić szybkie przełączanie pomiędzy docelowymi komórkami na dużym obszarze. Możliwość wyprodukowania diod OLED na elastycznych podkładach oznacza również, że być może będą mogły zostać dostosowane do kształtu docelowego organu in vivo. - Przewiduję, że diody OLED będą w stanie dotrzeć do tysięcy poszczególnych komórek jednocześnie, a ich elastyczność mechaniczna przyniesie wiele korzyści w zakresie implantacji biologicznej - mówi Murawski nie kryjąc entuzjazmu.

Projekt wykorzystuje fotolitografie, aby uzyskać piksele OLED o rozmiarach 10-100 μm w zależności od wymaganego rozmieszczenia przestrzennego. Diody OLED emitują kolory odpowiadające aktywacji spektrum genetycznie wprowadzonych białek wrażliwych na światło i zawierają elektryczne warstwy o wysokiej przewodności przenoszące ładunki, aby osiągnąć wysoką jasność przy niskim napięciu sterującym, w ten sposób generując minimalne ogrzewanie oporowe, które w przeciwnym przypadku rozprzestrzeniłoby się na sąsiednie komórki. Ponieważ wydajność diod OLED zazwyczaj bardzo spada przy większej jasności, dr Murawski musiała znaleźć równowagę pomiędzy dwoma aspektami poprzez użycie emiterów fluorescencyjnych zamiast związków fosforencyjnych, które są powszechnie stosowane w komercyjnym oświetleniu OLED.

- Inną trudnością jest szybka degradacja OLED, gdy wejdą w kontakt z wodą - dodaje Murawski. - Aby namierzyć komórki o wysokiej rozdzielczości przestrzennej w środowisku wodnym, które jest niezbędne dla ich wzrostu, materiały organiczne muszą zostać zabezpieczone bardzo cienką warstwą folii. Tutaj kierujemy się dwiema zasadami: wykorzystujemy tlenki i polimery, które rosną dzięki chemicznemu osadzaniu warstw w fazach gazowych, a także niezwykle cienkie, elastyczne szklane arkusze, stosowane do hermetyzacji.

Kolejnym krokiem dla Murawski i jej kolegów z grupy prof. Malte Gather było wykorzystanie ich oświetlenia OLED o wysokiej jasności, aby udowodnić jego przydatność w eksperymentach z zakresu optogenetyki. Plan polega na wyhodowaniu komórek bezpośrednio na szczycie diody OLED lub zaimplementowaniu miniaturowych wersji urządzeń żywym zwierzętom. Jak wyjaśnia Murawski, diody OLED będą wówczas zasilane impulsami prądu o długości ms, generując impulsy świetlne o wysokiej mocy, które wzbudzą potencjały czynnościowe sąsiadujących neuronów.

- Wykorzystaliśmy larwy Drosophila melanogaster (muszek owocowych), które są modelowym organizmem w genetyce, aby udowodnić naszą koncepcję. Wykazaliśmy, że diody OLED osiągają wystarczające poziomy jasności, aby stymulować neurony larw i dzięki naszym urządzeniom kontrolować ich zachowanie. Teraz chcemy pokazać, że diody OLED mogą wywołać fale potencjałów czynnościowych w kulturach neuronów pierwotnych, a następnie połączyć ten odczyt optyczny z aktywnością neuronalną.

Dzięki tym badaniom neurobiolodzy otrzymają narzędzie, które umożliwi przeprowadzanie całkowicie nowych eksperymentów, na przykład badań nad wzorem aktywności sieci w miarę systematycznego dodawania lub usuwania neuronów hamujących. To pozwoliłoby uzyskać potężny, ale jednocześnie prosty model badań nad chorobami, takimi jak Alzheimer.

- Elastyczne diody OLED mogą być również wykorzystywane jako implantowane biologicznie źródła światła w celu wzmocnienia odpowiednio zdefiniowanej stymulacji pewnych regionów mózgu w badaniach nad zwierzętami, a następnie być może również u ludzkich pacjentów. Już teraz współpracujemy z zarządzanym z USA, dużym konsorcjum w celu opracowania protetyki i mamy nadzieję pozyskać środki z Brytyjskiej organizacji charytatywnej, które pozwolą nam opracować i zastosować diody OLED w prostych badaniach z dziedziny neurobiologii - podsumowuje Murawski.

Źródło: www.cordis.europa.eu


Drukuj PDF
wstecz Podziel się ze znajomymi

Recenzje




Informacje dnia: Jazda na rolkach - Czy jest dobrym sportem? Polimer o właściwościach przeciwgrzybiczych Stypendia ministra nauki dla niemal 400 studentów Skuteczniejsze leczenie chorych na nowotwory krwi Tylko 36% transgranicznych wód podziemnych ma ochronę Technologia ultradźwiękowa w diagnostyce chorób Jazda na rolkach - Czy jest dobrym sportem? Polimer o właściwościach przeciwgrzybiczych Stypendia ministra nauki dla niemal 400 studentów Skuteczniejsze leczenie chorych na nowotwory krwi Tylko 36% transgranicznych wód podziemnych ma ochronę Technologia ultradźwiękowa w diagnostyce chorób Jazda na rolkach - Czy jest dobrym sportem? Polimer o właściwościach przeciwgrzybiczych Stypendia ministra nauki dla niemal 400 studentów Skuteczniejsze leczenie chorych na nowotwory krwi Tylko 36% transgranicznych wód podziemnych ma ochronę Technologia ultradźwiękowa w diagnostyce chorób

Partnerzy

GoldenLine Fundacja Kobiety Nauki Job24 Obywatele Nauki NeuroSkoki Portal MaterialyInzynierskie.pl Uni Gdansk MULTITRAIN I MULTITRAIN II Nauki przyrodnicze KOŁO INZYNIERÓW PB ICHF PAN FUNDACJA JWP NEURONAUKA Mlodym Okiem Polski Instytut Rozwoju Biznesu Analityka Nauka w Polsce CITTRU - Centrum Innowacji, Transferu Technologii i Rozwoju Uniwersytetu Akademia PAN Chemia i Biznes Farmacom Świat Chemii Forum Akademickie Biotechnologia     Bioszkolenia Geodezja Instytut Lotnictwa EuroLab

Szanowny Czytelniku!

 
25 maja 2018 roku zacznie obowiązywać Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) 2016/679 z dnia 27 kwietnia 2016 r (RODO). Potrzebujemy Twojej zgody na przetwarzanie Twoich danych osobowych przechowywanych w plikach cookies. Poniżej znajdziesz pełny zakres informacji na ten temat.
 
Zgadzam się na przechowywanie na urządzeniu, z którego korzystam tzw. plików cookies oraz na przetwarzanie moich danych osobowych pozostawianych w czasie korzystania przeze mnie ze strony internetowej Laboratoria.net w celach marketingowych, w tym na profilowanie i w celach analitycznych.

Kto będzie administratorem Twoich danych?

Administratorami Twoich danych będziemy my: Portal Laboratoria.net z siedzibą w Krakowie (Grupa INTS ul. Czerwone Maki 55/25 30-392 Kraków).

O jakich danych mówimy?

Chodzi o dane osobowe, które są zbierane w ramach korzystania przez Ciebie z naszych usług w tym zapisywanych w plikach cookies.

Dlaczego chcemy przetwarzać Twoje dane?

Przetwarzamy te dane w celach opisanych w polityce prywatności, między innymi aby:

Komu możemy przekazać dane?

Zgodnie z obowiązującym prawem Twoje dane możemy przekazywać podmiotom przetwarzającym je na nasze zlecenie, np. agencjom marketingowym, podwykonawcom naszych usług oraz podmiotom uprawnionym do uzyskania danych na podstawie obowiązującego prawa np. sądom lub organom ścigania – oczywiście tylko gdy wystąpią z żądaniem w oparciu o stosowną podstawę prawną.

Jakie masz prawa w stosunku do Twoich danych?

Masz między innymi prawo do żądania dostępu do danych, sprostowania, usunięcia lub ograniczenia ich przetwarzania. Możesz także wycofać zgodę na przetwarzanie danych osobowych, zgłosić sprzeciw oraz skorzystać z innych praw.

Jakie są podstawy prawne przetwarzania Twoich danych?

Każde przetwarzanie Twoich danych musi być oparte na właściwej, zgodnej z obowiązującymi przepisami, podstawie prawnej. Podstawą prawną przetwarzania Twoich danych w celu świadczenia usług, w tym dopasowywania ich do Twoich zainteresowań, analizowania ich i udoskonalania oraz zapewniania ich bezpieczeństwa jest niezbędność do wykonania umów o ich świadczenie (tymi umowami są zazwyczaj regulaminy lub podobne dokumenty dostępne w usługach, z których korzystasz). Taką podstawą prawną dla pomiarów statystycznych i marketingu własnego administratorów jest tzw. uzasadniony interes administratora. Przetwarzanie Twoich danych w celach marketingowych podmiotów trzecich będzie odbywać się na podstawie Twojej dobrowolnej zgody.

Dlatego też proszę zaznacz przycisk "zgadzam się" jeżeli zgadzasz się na przetwarzanie Twoich danych osobowych zbieranych w ramach korzystania przez ze mnie z portalu *Laboratoria.net, udostępnianych zarówno w wersji "desktop", jak i "mobile", w tym także zbieranych w tzw. plikach cookies. Wyrażenie zgody jest dobrowolne i możesz ją w dowolnym momencie wycofać.
 
Więcej w naszej POLITYCE PRYWATNOŚCI
 

Newsletter

Zawsze aktualne informacje