
تعداد نشریات | 41 |
تعداد شمارهها | 1,143 |
تعداد مقالات | 9,829 |
تعداد مشاهده مقاله | 18,073,145 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 12,636,305 |
مروری بر تکنیک های تحویل نور الگویی در اپتوژنتیک: سیستم های اسکن، مدولاتورها و ایمپلنت ها | ||
فصلنامه علمی اپتوالکترونیک | ||
مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 02 بهمن 1403 | ||
نوع مقاله: مروری | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.30473/jphys.2025.73171.1225 | ||
نویسنده | ||
پریسا محمودی* | ||
استادیار، گروه مهندسی برق، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران | ||
چکیده | ||
علم نقشه برداری از مغز نشان می دهد که هر ناحیه در سیستم عصبی عملکردهای خاصی را انجام می دهد و نورون ها در شبکه های عصبی، از طریق الگوهای مکانی- زمانی پیچیده با هم در ارتباط اند. پیاده سازی این الگوهای فعالیت نورونی، نیاز اساسی علوم اعصاب برای کنترل فعالیت عصبی و درمان بیماری ها می باشد. بطوریکه محققان از این الگوها برای تحریک عصبی هدفمند سلول های عصبی استفاده می کنند تا از رموز پردازش اطلاعات در شبکه های پیچیده ی مغز پرده بردارند. تحریک عصبی نوری به عنوان ابزاری قدرتمند برای دستکاری نورون ها، از تکنیک های مدولاسیون نوری برای تحقق تابش نور الگویی به سطح بافت عصبی استفاده می کند. از طرف دیگر طراحی ایمپلنت هایی که پالس های موثر و الگویی نور را به نورون های هدف در عمق بافت مغز ارسال می نمایند، به طور قابل توجهی در حال توسعه می باشد. این ابزارها امکان بازسازی الگوهای فعالیت نورونی را در دو و سه بعد فراهم می نمایند. این مطالعه با معرفی انواع تکنیک های تحریک نوری، لزوم دستیابی به تکنیک های تحویل نور الگویی به بافت عصبی را برجسته می نماید. سپس پیاده سازی نور الگویی از طریق فناوریهای پیشرفته مختلف از جمله لیزرهای اسکن، مدولاتورهای کریستال مایع و مدولاتور میکروآینه دیجیتال، با مزایا و چالشهای منحصربهفردشان، بررسی میشوند. درنهایت پیشرفت چشمگیر آرایههای فیبر نوری، موجبرها و میکرودیودهای گسیل کننده نور که با هم مسیری را به سمت تکنیکهای تحریک عصبی پیچیدهتر و کمتر تهاجمیتر طی می کنند، مورد بررسی قرار می گیرند. | ||
کلیدواژهها | ||
الگوهای مکانی -زمانی؛ مدولاتور کریستال مایع بر سیلیکن؛ آرایه میکروآینه دیجیتال؛ آرایه فیبرنوری؛ موجبر | ||
عنوان مقاله [English] | ||
A review of patterned light delivery techniques in optogenetics: scanning systems, modulators, and implants. | ||
نویسندگان [English] | ||
Parisa Mahmoudi | ||
Assistant Professor, Faculty of Electrical Engineering, Payame Noor University, Tehran, Iran | ||
چکیده [English] | ||
The field of brain mapping reveals that each region within the nervous system performs specific functions, with neurons in neural networks communicating through complex spatiotemporal patterns. Implementing these neuronal activity patterns is crucial for neuroscience to control neural activity and treat diseases. Researchers use these patterns for targeted neural stimulation of neurons to uncover the secrets of information processing in the brain's intricate networks. Optical neural stimulation, as a powerful tool for manipulating neurons, employs optical modulation techniques to achieve patterned light illumination on neural tissue surfaces. On the other hand, the design of implants that deliver effective, patterned light pulses to target neurons deep within brain tissue is significantly evolving. These tools enable the reconstruction of neuronal activity patterns in both two and three dimensions. This study highlights the necessity of achieving patterned light delivery techniques to neural tissue by introducing various optical stimulation techniques. Subsequently, patterned light implementation through advanced technologies, including scanning lasers, liquid crystal modulators, and digital micromirror modulators, is examined with their unique advantages and challenges. Finally, the notable advancements in fiber optic arrays, waveguides, and micro light-emitting diodes, which collectively pave the way toward more complex and less invasive neural stimulation techniques, are reviewed. | ||
کلیدواژهها [English] | ||
Spatiotemporal patterns, Liquid crystal on silicon spatial light modulator, Digital micromirror array, Fiber optic array, Waveguide | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 51 |