Desenvolvimento de optrodos e instrumentação para aplicação optogenética sem fio

• Main Author: Oshiro, Helder Eiki
• Publication Date: 2025
• Format: Master thesis
• Language: por
• Source: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Download full: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18152/tde-15052025-151046/
• topic: biopotenciais; biopotencials; electrode; eletrodo; optogenética; optogenetics; optrode; optrodo

A optogenética combina tecnologias ópticas e genéticas para fornecer ferramentas promissoras para realizar o controle de circuitos neuronais. A ativação e/ou inibição de neurônios específicos possibilitam o estudo das funções de diversas populações neuronais assim como comportamentos e doenças a elas relacionadas. Através de ferramentas de engenharia genética, genes que expressam opsinas (grupo de proteínas sensíveis à luz) podem ser inseridas nos neurônios, fazendo com que eles passem a ter canais de sódio e potássio sensíveis à luz. Para realizar a entrega da luz nos neurônios, um sistema que realize o acionamento óptico nos padrões corretos é necessário. Além do acionamento, a leitura do biopotencial elétrico é desejável a fim de confirmar que os neurônios estejam sendo ativados. O objeto de interface que realiza a entrega óptica para as populações neuronais de interesse e que realiza o contato elétrico para aquisição de biopotencial é chamado de optrodo. Trabalhos recentes buscam o desenvolvimento de eletrônicas portáteis e até mesmo sem fios para o acionamento óptico e aquisição de biopotenciais com o intuito de oferecer maior mobilidade e liberdade aos animais de estudo, em contraste com os grandes equipamentos comumente encontrado nos laboratórios que realizam o acionamento de lasers, a amplificação e a aquisição de dados. Este trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de um optrodo para aplicação em um sistema optogenético sem fio acessível. O projeto eletrônico contempla o circuito de controle óptico, dispositivo emissor de luz, memória de configuração do optrodo, condicionamento do sinal e meios necessários para a entrega óptica e aquisição de biopotenciais.