Optocapacitive Generation of Action Potentials by Microsecond Laser Pulses of Nanojoule Energy.
Optocapacitive Generation of Action Potentials by Microsecond Laser Pulses of Nanojoule Energy.
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DOI：
10.1016/j.bpj.2017.11.018
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发表时间：
2018-01-23
影响因子：
3.4
通讯作者：
Bezanilla F
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Carvalho-de-Souza JL;Pinto BI;Pepperberg DR;Bezanilla F
将毫秒脉冲的激光传递到紧邻神经元表面膜的金纳米颗粒可以诱导膜去极化并启动动作电位。作为这种效应的基础提出的光电容机制假定膜界面颗粒光热诱导细胞去极化电容电流，并预测在较短的时间内提供给定的激光脉冲能量应该通过增加这种电容电流的幅度来增加脉冲的动作电位产生效率。背根神经节细胞的实验表明，对于一组界面金纳米颗粒和微米级碳颗粒中的每一个，将脉冲持续时间从毫秒减少到微秒显著降低了AP产生所需的最小脉冲能量，为光电容机制假说提供了强有力的支持。
Millisecond pulses of laser light delivered to gold nanoparticles residing in close proximity to the surface membrane of neurons can induce membrane depolarization and initiate an action potential. An optocapacitance mechanism proposed as the basis of this effect posits that the membrane-interfaced particle photothermally induces a cell-depolarizing capacitive current, and predicts that delivering a given laser pulse energy within a shorter period should increase the pulse’s action-potential-generating effectiveness by increasing the magnitude of this capacitive current. Experiments on dorsal root ganglion cells show that, for each of a group of interfaced gold nanoparticles and microscale carbon particles, reducing pulse duration from milliseconds to microseconds markedly decreases the minimal pulse energy required for AP generation, providing strong support for the optocapacitance mechanism hypothesis.
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DOI：
10.3390/nano7040092
发表时间：
2017-04-24
期刊：
Nanomaterials (Basel, Switzerland)
影响因子：
--
作者：
Paviolo C;Stoddart PR
通讯作者：
Stoddart PR
影响因子：
25
作者：
Boyden, ES;Zhang, F;Deisseroth, K
通讯作者：
Deisseroth, K
影响因子：
13.3
作者：
Eom, Kyungsik;Kim, Jinhyung;Kim, Sung June
通讯作者：
Kim, Sung June
影响因子：
41.2
作者：
Jiang Y;Carvalho-de-Souza JL;Wong RC;Luo Z;Isheim D;Zuo X;Nicholls AW;Jung IW;Yue J;Liu DJ;Wang Y;De Andrade V;Xiao X;Navrazhnykh L;Weiss DE;Wu X;Seidman DN;Bezanilla F;Tian B
通讯作者：
Tian B
影响因子：
25
作者：
Deisseroth K
通讯作者：
Deisseroth K