ទិដ្ឋភាពទូទៅ

ប្រភព: Wikipedia

អុបតូហ្សេនេទិក (Optogenetics) គឺជាបច្ចេកទេសជីវសាស្ត្រមួយ ដែលប្រើដើម្បីសិក្សាកំណត់លក្ខណៈ និងគ្រប់គ្រងសកម្មភាពរបស់ណឺរ៉ូន ឬកោសិកាប្រភេទផ្សេងទៀត ដោយប្រើពន្លឺ។ យោងតាមវិគីភីឌា វិធីសាស្ត្រនេះសម្រេចបានដោយការបង្កើតឱ្យកោសិកាខួរក្បាលគោលដៅបង្ហាញឆានែលអ៊ីយ៉ុង ម៉ាស៊ីនបូម ឬអង់ស៊ីមដែលឆ្លើយតបទៅនឹងពន្លឺ។

លក្ខណៈពិសេសនៃបច្ចេកទេសនេះ គឺលទ្ធភាពគ្រប់គ្រងសកម្មភាពណឺរ៉ូនបានយ៉ាងជាក់លាក់តាមពេលវេលា ដោយគ្រាន់តែបញ្ជាពន្លឺ។ តាមការចងក្រងរបស់វិគីភីឌា ការពិសោធន៍បានបង្ហាញថា ការបំភាយពន្លឺពណ៌ខៀវទៅលើណឺរ៉ូនក្នុងខួរក្បាលផ្នែកខាងមុខ (prefrontal cortex) របស់សត្វកណ្ដុរ អាចបង្កឱ្យកើតសញ្ញាសកម្មភាព។ វិគីភីឌាក៏បានរៀបរាប់ថា វិស័យនេះមានជំនាញឯកទេសមួយ គឺ ណាណូ-អុបតូហ្សេនេទិក (nano-optogenetics)។

គោលការណ៍ និងវិធីសាស្ត្រ

ប្រភព: Wikipedia

យោងតាមវិគីភីឌា ការអនុវត្តអុបតូហ្សេនេទិកមានធាតុផ្សំចម្បងបី។ ទីមួយ គឺការកំណត់អត្តសញ្ញាណ ឬការសំយោគប្រូតេអ៊ីនដែលឆ្លើយតបទៅនឹងពន្លឺ ដែលហៅថា អុបស៊ីន (opsin) ដូចជាឆានែលរ៉ូដូបស៊ីន-២ (ChR2) និងហាឡូរ៉ូដូបស៊ីន (NpHR)។ ទីពីរ គឺការរចនាប្រព័ន្ធនាំសម្ភារៈហ្សែនដែលមានអុបស៊ីនចូលទៅក្នុងកោសិកា ដើម្បីឱ្យកោសិកាបង្កើតប្រូតេអ៊ីននោះ ដូចជាការប្រើ Cre recombinase ឬវីរុស adeno-associated virus។ ទីបី គឺការប្រើប្រាស់ឧបករណ៍បញ្ចេញពន្លឺ។

អុបស៊ីនផ្សេងៗគ្នាមានមុខងារខុសៗគ្នា។ ឆានែលរ៉ូដូបស៊ីន-២ ធ្វើឱ្យណឺរ៉ូនកើតសកម្មភាពនៅពេលទទួលពន្លឺពណ៌ខៀវ ដោយការពិសោធន៍បានបង្ហាញថា ការបំភាយពន្លឺពណ៌ខៀវចំនួន ២០ ដងក្នុងមួយវិនាទី អាចបង្កឱ្យណឺរ៉ូនបញ្ចេញសញ្ញាបាន។ ចំណែកហាឡូរ៉ូដូបស៊ីនវិញ អាចបិទសកម្មភាពដោយឯកឯងរបស់ណឺរ៉ូននៅពេលទទួលពន្លឺពណ៌បៃតង ដោយការបិទនោះកើតឡើងយ៉ាងឆាប់រហ័ស និងអាចត្រឡប់មកវិញបាន។

អ្នកស្រាវជ្រាវកត់ត្រាសកម្មភាពទាំងនេះតាមវិធីផ្សេងៗ ដូចជាវិធី patch-clamp លើគំរូខួរក្បាលកាត់ស្តើង និងការកត់ត្រាសញ្ញាណឺរ៉ូនតែមួយ (single-unit recording) ក្នុងសត្វរស់ ដោយបញ្ជូនពន្លឺតាមសរសៃអុបទិក។

ប្រវត្តិសាស្ត្រ

យោងតាមឯកសាររបស់វិគីភីឌា អុបតូហ្សេនេទិក បានវិវត្តចេញពីការរួមបញ្ចូលគ្នារវាងវិស្វកម្មហ្សែន និងបច្ចេកវិទ្យាអុបទិក។ ជំហានដំបូង គឺការកំណត់ និងការសំយោគប្រូតេអ៊ីនអុបស៊ីន ដែលអាចធ្វើឱ្យណឺរ៉ូនកើតសកម្មភាព ឬបិទសកម្មភាពរបស់វាបាន។

បន្ទាប់មក អ្នកស្រាវជ្រាវបានបង្កើតប្រព័ន្ធនាំសម្ភារៈហ្សែនចូលទៅក្នុងកោសិកា ព្រមទាំងឧបករណ៍បញ្ចេញពន្លឺ សម្រាប់ការសិក្សាក្នុងសត្វរស់។ ការពិសោធន៍ក្នុងសត្វកណ្ដុរបានបង្ហាញឱ្យឃើញទាំងការធ្វើឱ្យសកម្មណឺរ៉ូនដោយពន្លឺពណ៌ខៀវ និងការបិទសកម្មភាពណឺរ៉ូនដោយពន្លឺពណ៌បៃតង ដែលបញ្ជាក់ថាពន្លឺអាចគ្រប់គ្រងសកម្មភាពកោសិកាខួរក្បាលបាន។

ការអនុវត្ត និងការពិសោធន៍

ប្រភព: Wikipedia

យោងតាមវិគីភីឌា អុបតូហ្សេនេទិក ត្រូវបានប្រើប្រាស់ទាំងក្នុងការសិក្សានៅមន្ទីរពិសោធន៍ និងក្នុងសត្វរស់ ដោយអាចធ្វើឱ្យណឺរ៉ូនកើតសកម្មភាព ឬបិទសកម្មភាពរបស់វាបាន។

ការអនុវត្តនេះផ្តល់លទ្ធភាពឱ្យអ្នកស្រាវជ្រាវទាំងសិក្សាកំណត់លក្ខណៈសកម្មភាពណឺរ៉ូន និងគ្រប់គ្រងវាក្នុងពេលតែមួយ។ ឧទាហរណ៍ ការធ្វើឱ្យសកម្ម ឬការបិទសកម្មភាពណឺរ៉ូនក្រុមជាក់លាក់ណាមួយ អាចជួយឱ្យយល់ដឹងអំពីទំនាក់ទំនងរវាងសកម្មភាពណឺរ៉ូន និងឥរិយាបថ។ តាមវិគីភីឌា បច្ចេកទេសនេះក៏អាចប្រើលើកោសិកាប្រភេទផ្សេងទៀត មិនត្រឹមតែណឺរ៉ូនប៉ុណ្ណោះទេ។

ការពាក់ព័ន្ធបច្ចុប្បន្ន

ប្រភព: Wikipedia

សម្រាប់អ្នកអានចង្វាក់ខ្មែរ អុបតូហ្សេនេទិក គឺជាឧទាហរណ៍នៃការរួមបញ្ចូលជីវវិទ្យា វិស្វកម្មហ្សែន និងអុបទិក ដើម្បីសិក្សាខួរក្បាល។ តាមវិគីភីឌា បច្ចេកទេសនេះអនុញ្ញាតឱ្យគ្រប់គ្រងសកម្មភាពណឺរ៉ូនដោយពន្លឺបានយ៉ាងជាក់លាក់តាមពេលវេលា ដែលជាមូលដ្ឋានសម្រាប់ការសិក្សាអំពីរបៀបដែលសកម្មភាពណឺរ៉ូនពាក់ព័ន្ធនឹងឥរិយាបថ។

ក្នុងការសិក្សាសម័យបច្ចុប្បន្ន ទ្រុងសត្វកណ្ដុរដែលបំពាក់ឧបករណ៍បញ្ចេញពន្លឺ LED អនុញ្ញាតឱ្យអ្នកស្រាវជ្រាវសិក្សាឥរិយាបថរបស់សត្វ ក្នុងអំឡុងពេលដែលសកម្មភាពខួរក្បាលត្រូវបានជំរុញដោយអុបតូហ្សេនេទិក។ វិស័យនេះក៏មានជំនាញឯកទេសបន្ថែម គឺ ណាណូ-អុបតូហ្សេនេទិក ដែលវិគីភីឌាបានលើកឡើង ហើយវាបង្ហាញថាការស្រាវជ្រាវក្នុងវិស័យនេះកំពុងបន្តពង្រីក។ ការយល់ដឹងអំពីបច្ចេកទេសនេះ ក៏អាចជួយឱ្យអ្នកអានតាមដានព័ត៌មានអំពីការស្រាវជ្រាវខួរក្បាលបានកាន់តែច្បាស់ផងដែរ។