Det nok vigtigste mål for moderne hjerneforskning er at kunne forklare hvordan hjernen virker, og videre at bruge denne viden til at forstå hvad der kan være årsag til at hjernen nogle gange ikke virker som den skal. Med udvikling af optogenetik har forskere fået hidtil usete muligheder for at få indsigt i hjernens funktion ved at bruge et unikt samspil mellem genetik og optik. I optogenetik benyttes specifikke lysfølsomme proteiner, der genetisk indsættes i nerveceller i hjernen. Ved belysning af netop disse nerveceller er det muligt enten at aktivere eller hæmme funktionen af disse nerveceller, og altså derved at kunne tænde eller slukke for bestemte nerveceller. På trods af betydelige forskningsindsatser inden for optogenetik er dens detaljerede molekylære mekanisme stadig ikke klart forstået, hvilket hæmmer udviklingen af denne teknik mod bred anvendelse inden for neurovidenskab. Specielt er der i dag et stort behov for at kunne udvikle nye lysfølsomme proteinvarianter. I dette forskningsprojekt vil vi udvikle en beregningsmæssig og datadrevet tilgang til at forstå de molekylære mekanismer i optogenetik, og efterfølgende bruge denne viden til rationelt at formulere nye lysfølsomme proteiner til brug i optogenetik. Dermed vil vi løse to af de største forhindringer i forbindelse med bred anvendelse af optogenetik, nemlig ønsket om at kunne aktivere de lysfølsomme proteiner ved brug af lys med lavere energi (længere bølgelængde) samt et øget rumligt optisk fokus.
