光遺傳學(xué)是將遺傳學(xué)（重組DNA技術(shù)）與光學(xué)相結(jié)合的一種細(xì)胞生物學(xué)研究方法其利用光學(xué)和遺傳學(xué)手段通過特異波長的光進(jìn)行定向性的激活或抑制細(xì)胞的發(fā)放電活動(dòng)從而氣動(dòng)細(xì)胞內(nèi)生物學(xué)過程進(jìn)而控制生物行為。
由于其高度特異性和靶向性光遺傳技術(shù)已經(jīng)越來越廣泛的運(yùn)用到神經(jīng)科學(xué)研究領(lǐng)域中。光遺傳技術(shù)和多通道神經(jīng)電生理、動(dòng)物行為學(xué)記錄的結(jié)合使用可以解析特定神經(jīng)回路的結(jié)構(gòu)和功能是解析腦功能結(jié)構(gòu)普的重要技術(shù)。
大鼠全植入式光遺傳系統(tǒng)是進(jìn)行長時(shí)程光遺傳研究非常好的工具。
光遺傳植入子
Kaha全植入式光遺傳系統(tǒng)用于大鼠可提供460nm藍(lán)光刺激光密度48mW/mm2刺激強(qiáng)度和刺激圖形可通過軟件無線控制。除光刺激外Kaha光遺傳系統(tǒng)還可同步檢測動(dòng)物生物電和體溫?cái)?shù)據(jù)可在光刺激的同時(shí)觀察動(dòng)物EEG、EMG或ECG信號(hào)的變化。
Kaha光遺傳系統(tǒng)繼承了植入式遙測系統(tǒng)的所有優(yōu)點(diǎn)（高達(dá)2kHz生物電采樣、多達(dá)40通道、共飼養(yǎng)系統(tǒng)等）并且只需要更換不同植入子就可完成對(duì)其他多種參數(shù)（血壓、心室壓、氧濃度等）無線監(jiān)測。
光遺傳植入子植入示意圖
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植入式遙測系統(tǒng)
全植入式光遺傳研究系統(tǒng)相較于傳統(tǒng)光遺傳設(shè)備（帶線式或無線頭帽式）有如下特點(diǎn)
1. 動(dòng)物清醒、自由活動(dòng)行動(dòng)不會(huì)受到任何線路等的限制；
2. 無線供電實(shí)驗(yàn)時(shí)程不會(huì)因電池電量不足而受到影響；
3. 全植入式?jīng)]有任何零件暴露于外部大大降低了動(dòng)物術(shù)后感染的風(fēng)險(xiǎn)；
4. 植入子位于腹部減少了動(dòng)物頭部的壓力（帶線式限制活動(dòng)頭帽式一般有3g左右的設(shè)備重量）較小的影響動(dòng)物行為；
5. 單植入子可完成光刺激、生物電記錄、體溫測量等多種功能；
6. 植入子可反復(fù)使用并且硬件系統(tǒng)兼容其他多種植入子一套系統(tǒng)多重功能。
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