• 概况 Overview
    概况 Overview
    纳米光子学研究院创建于2016年,2023年获批广东省纳米光学操控重点实验室。研究院和省重点实验室是具有重要影响力的高水平科研单位,也是暨南大学光学与光学工程学科重地和高层次人才聚集地。
    
    The Institute of Nanophotonics was established in 2016 while the Guangdong Provincial Key Laboratory ...
  • 队伍 The Team
    队伍 The Team
    纳米光子学研究院师资队伍包括:国家自然科学二等奖获得者,教育部创新团队带头人,教育部长江特聘教授,教育部青年长江学者,教育部新世纪优秀人才,国务院政府特殊津贴专家,国家百千万人才工程人选,国家杰出青年基金获得者 ...
    
    The institute is led by Professor Baojun Li, the Distinguished Cheung Kong Scholar Professor ...
  • 科研 Research
    科研 Research
    纳米光子学研究院突出“高精尖”的科研导向,瞄准国际学术前沿,开展原创性基础研究,设有“纳米操控光子学”、“纳米生物光子学”、“材料器件光子学”、“前沿交叉光子学”四个重要学科方向,拥有广东省纳米光学操控重点实验室。
    
    The institute focuses on the following four cutting-edge, fundamental & innovative fields of research ...
  • 招生 Graduates
    招生 Graduates
    欢迎具有物理、光学、光学工程、材料、生物、化学等相关专业基础、且有志于高水平纳米光子学研究的优秀学子报考暨南大学纳米光子学研究院,攻读硕士或博士学位。
    
    The institute welcomes new students to study for a master's / doctor's degree related to optics & optical engineering.
  • 招聘 Careers
    招聘 Careers
    研究院诚挚邀请海内外高层次人才及优秀青年学者加入,将提供具有国际竞争力的薪资待遇、住房补贴、科研经费等。
    
    The institute cordially invites high-level talents & outstanding young scholars to apply for open positions. Successful applicants will be offered internationally competitive salary, housing allowance, research funding, etc.
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辛洪宝等在 Light: Science & Applications 发表论文

发布时间:2024-10-17

       近日,我院辛洪宝教授等在神经光学调控领域取得重要进展。该团队将光学微操控技术应用于精准神经调控中,提出了基于光机械力精准神经激活和调控的新思想,基于光机械力生物飞镖的精准刺激,实现了具有亚细胞精度的神经激活与调控,并成功实现了活体神经激活。研究成果以“Neural stimulation and modulation with sub-cellular precision by optomechanical bio-dart”为题发表在光学领域国际顶级学术期刊《Light: Science & Applications》(论文链接)。纳米光子学研究院博士生朱国帅为论文第一作者,辛洪宝教授和李宝军教授为论文共同通讯作者,合作者还包括粤港澳中枢神经再生研究院张力教授。

       高时空分辨的神经激活与调控对于神经元信号传导及神经再生与回路重建至关重要,将有助于以更高精度理解神经元功能障碍,助力神经退行性疾病的精准有效治疗。然而,传统基于电、磁、超声刺激的神经调控技术存在空间分辨率低、细胞特异性低、无法针对单个神经元进行精准激活等问题。虽然光遗传技术极大地提高了神经激活的空间分辨率,但其复杂的基因修饰过程以及基因表达的不稳定性使得其在实际应用中具有很大挑战。因此,开发一种易于操作、高精度的非光遗传神经激活与调控技术对于更好地理解神经功能、调控神经生长及信号传导具有非常重要的意义。

       由于光学微操控技术具有高时空分辨性,辛洪宝/李宝军教授团队提出了将光学微操控技术用于精准神经调控的新思路。他们提出了基于光机械力精准神经激活与调控的新思想,利用自然界中广泛存在的向日葵花粉尖端构建出生物纳米飞镖,基于锥形光纤施加的光散射力将生物飞镖精准快速地射向神经细胞,生物飞镖在细胞膜上产生具有亚微米空间分辨率的瞬时压力,从而精准激活细胞膜机械敏感离子通道(Piezo1通道),随后钙离子的内流激活分子通路实现神经细胞的精准激活。这种光机械力生物飞镖可以实现对单个神经元细胞的树突、轴突和胞体等亚细胞神经元结构的精准激活与生长调控,极大地提高了神经激活与调控的精度。此外,这种光机械力生物飞镖还可以直接用于活体神经激活,例如,他们利用这种方法成功实现了斑马鱼头部的神经激活,这也进一步扩大了该方法的应用场景。这种基于光机械力的神经调控提供了一种具有亚细胞精度的非光遗传神经光学激活与调控新策略,为深入理解神经元功能障碍及神经信号传导与神经回路重建提供了新的途径。

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