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利用高时空精度对心脏中的Gs信号传导进行光遗传学刺激
摘要： 研究肾上腺素能效应对心脏功能影响的标准技术是使用药物激动剂进行灌注，但这种方法无法提供高时间或空间精度。本文证明，光敏Gs蛋白偶联受体JellyOp可实现心肌细胞和完整心脏中Gs信号通路的optogenetic刺激。对表达JellyOp的转基因胚胎干细胞源性心肌细胞或小鼠右心房进行光照，可升高cAMP水平并即时加速自发搏动频率，效果类似于药理β-肾上腺素能刺激。而对左心房背侧进行光照则引发房性早搏，表明局部Gs信号传导存在不良效应。在JellyOp小鼠的离体心室肌细胞中，我们发现光照后Ca2+电流、细胞缩短分数及舒张速率均增加，从而能以高时间精度分析差异化的Gs信号传导。因此，JellyOp表达可实现局部化且时间受限的Gs刺激，将为位点特异性、持续性和脉冲式Gs激活的不同效应提供机制性见解。
关键词： β-肾上腺素能刺激、光遗传学刺激、时空精确性、JellyOp、Gs信号通路、环磷酸腺苷、心肌细胞、心脏
更新于2025-11-21 11:24:58
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内侧前额叶皮质Drd1神经元的光遗传学刺激可产生快速且持久的抗抑郁效果
摘要： 内侧前额叶皮质（mPFC）功能受损会导致抑郁症，而氯胺酮等新型速效抗抑郁药的治疗效果由mPFC活动介导。mPFC包含多种锥体细胞，但尚不清楚特定亚型是否介导氯胺酮的快速抗抑郁作用。本研究测试了两种主要亚型——表达Drd1和Drd2多巴胺受体的锥体神经元，发现激活mPFC中表达Drd1的锥体细胞可产生快速且持久的抗抑郁及抗焦虑反应。相反，光刺激表达Drd2的锥体细胞对类焦虑和类抑郁指标均无效。破坏Drd1活性还会阻断氯胺酮的快速抗抑郁效应。最后我们证明，刺激mPFC中Drd1末梢在基底外侧杏仁核（BLA）的投射可重现躯体刺激的抗抑郁效果。这些发现有助于理解mPFC中参与速效抗抑郁反应的细胞靶神经元及其下游神经环路。
关键词： BLA、内侧前额叶皮质、焦虑、神经元亚型、氯胺酮、Drd1神经元、光遗传学刺激、抗抑郁效应
更新于2025-09-23 15:22:29
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[IEEE 2018年第40届国际医学与生物工程学会年会(EMBC) - 美国夏威夷檀香山(2018.7.18-2018.7.21)] 2018年第40届IEEE医学与生物工程学会国际年会(EMBC) - 高分辨率光遗传刺激设备的实时视网膜处理
摘要： 本文提出了一种名为"环形畸变与运动补偿（CDMC）"的图像处理技术，该技术能对双极细胞和神经节细胞在视网膜中的环状结构排列进行几何补偿，实现视网膜实时处理。该系统运行于树莓派3嵌入式平台，在网络摄像头640×480分辨率实时视频采集中达到了每秒12帧的良好性能。系统模拟了视网膜中发生的生物过程（如运动估计和时间滤波），同时补偿人眼视网膜中神经节细胞与双极细胞的径向位移。该算法效率足以在电池供电的移动硬件上实时运行，特别适用于针对视网膜的高分辨率光遗传刺激设备。
关键词： 视网膜处理、圆形插值、光遗传学刺激、实时嵌入式系统
更新于2025-09-10 09:29:36