今天又要读一篇来自于nature photonics的文章啦。文章的题目是:
Optical control of excitation waves in cardiac tissue
研究的对象是一种叫macroscopic excitation waves的波,这种波在chemical reactions, metal rust, yeast, ameba and the heart and brain. 里边都有。在活体组织里边呢,这种波的模式,健康的和生病的是不一样的。现有的技术呢,在时空上的控制还是一个很大limitation。 所以这里边看看用光能不能做到。
这里先说一下心脏中的macroscopic excitation wave其实就是心电波。波分为两种,一种是planar wave,好的。另一种是spiral wave,不好的。
理论上来说:(Belousov–Zhabotinsky (BZ)),光是可以扰动波的。而通过光来超控电波有以下的好处:spiral wave initiation and wave stability as a function of tissue size. 之前,想控制心脏里的波,就只有几种方法,electrical or pharmacological. 现在,通过基因表达microbial opsins. 可以做到光控制了。
好,现在根据这个就开始做实验了
- 改造以下cardiomyocytes,让它可以感受光信号。
- 照射有pattern的光
- Interference patterns generated by the interaction of light from an off-axis, partially coherent LED source with the sample (Fig. 1a) allowed for direct visualization of wave activity during optogenetic stimulation
那么怎么来理解这个实验,做它的目的又是什么呢?
一般在心脏里边会有一个整齐的波前,但是如果这个波前遇到了障碍,它就会扭曲并且反弹。这就导致了心率不齐。这个实验,我们就可以通过光对波的扰动来制造这样一个阻碍。