L’optogenetica è un progresso tecnologico nel campo della salute, essendo una tecnica scientifica che utilizza la luce per controllare il cervello.
L’optogenetica è stata utilizzata nella ricerca sul cervello animale e nel trattamento delle malattie cerebrali umane. Si basa sull’inserimento di proteine sensibili alla luce, chiamate opsine, nelle cellule cerebrali.
Di conseguenza, quando vengono esposte alla luce di una certa lunghezza d’onda, queste proteine attivano o inibiscono l’attività dei neuroni. Per questo motivo l’optogenetica si basa sui geni per introdurre proteine sensibili alla luce in cellule specifiche.
Le opsine sono proteine della membrana cellulare che trasformano gli input ottici in segnali elettrochimici all’interno della cellula.
Il dottor Karl Deisseroth dell’Università di Stanford ha iniziato lo sviluppo dell’optogenetica nel 2005. Per questo motivo, nel 2010, la rivista Nature Methods l’ha definita il metodo più importante dell’anno.
È importante riconoscere che i neuroscienziati Edward Boyden, Karl Deisseroth e Gero Miesenböck sono i creatori dell’optogenetica.
L’optogenetica è un moderno strumento di ricerca che offre ai neuroscienziati un’incredibile capacità di controllo dei neuroni. È anche un metodo di neuromodulazione che utilizza l’ingegneria genetica. In questo modo, i neuroni vengono modificati per esprimere canali ionici sensibili alla luce, consentendo loro di essere controllati in modo specifico dalla luce.
Funzione:
- Studio del cervello degli animali per capirne il funzionamento. Inoltre, come si verificano comportamenti come la memoria, l’apprendimento e il movimento.
- Trattamento di malattie del cervello umano come il morbo di Parkinson, la depressione, l’epilessia, il morbo di Alzheimer e la schizofrenia.
- Recuperare la vista.
- Il funzionamento di questa tecnica presenta alcune sfide e limitazioni, come la penetrazione della luce, che non può passare facilmente attraverso la pelle e il cranio. Inoltre, la luce può essere tossica per le cellule se utilizzata in dosi troppo elevate.
Vantaggi:
- Le manipolazioni vengono avviate e invertite con una precisione di millisecondi;
- L’optogenetica può essere utilizzata in modo specifico per le proiezioni.
- I moderni strumenti di questo tipo includono sensori fluorescenti per visualizzare gli eventi di segnalazione nelle cellule viventi e attuatori optogenetici che consentono la manipolazione di numerose attività cellulari.
Svantaggi:
- I principali svantaggi di questo progresso tecnologico, come tecnica di stimolazione cerebrale per gli esseri umani, sono l’introduzione di geni e la sua natura invasiva.
- La trasduzione genica mediata da virus e l’inserimento di fibre ottiche nel cervello non sono facilmente giustificabili in termini di rischi e benefici.
- Quando si spegne l’illuminazione, l’eccitazione neuronale termina rapidamente. Oltre all’eccitazione, l’inibizione informa sulla funzione dei neuroni all’interno dei circuiti.
Nel complesso, l’optogenetica è uno degli strumenti più affascinanti e promettenti delle attuali neuroscienze. Combina infatti la genetica e l’ottica per controllare l’attività neuronale con una precisione senza precedenti.
