Нейронные цепи смогли увидеть в режиме реального времени

Чтобы лучше понимать, как работает мозг, нейробиологи должны видеть в режиме реального времени цепочки нейронов, которые отвечают, например, за обработку сенсорной информации или формирование новых воспоминаний, а также подробно описывать их. Группа исследователей из Калифорнийского технологического института рассказала о методике, которая позволяет это сделать.

Команда разработала систему микрочипов, которую имплантировали в мозг мыши. Схема излучает свет и таким образом стимулирует генетические модифицированные нейроны вокруг себя. Клетки помечены флуоресцентным маркером и начинают светиться при воздействии световых волн, а система регистрирует их активность, показывая функциональность. Подробности опубликованы в журнале Neuron.

Разработанный метод получил название «интегрированная нейрофотоника». Сейчас его использовали только на мышах, однако в будущем он сможет много рассказать о том, как работает человеческий мозг, отметили ученые. «Регистрация нейронной активности на большой глубине — ключ к новым исследованиям, — заявил Майкл Роукс, автор статьи и профессор прикладной физики и биоинженерии Калифорнийского технологического института. — В ближайшее время мы не сможем записать всю работу мозга, но исследовать некоторые важные структуры вполне реально — и эта возможность дает нам мотивацию работать дальше».

Лоран Моро, старший научный сотрудник Калифорнийского технологического института и один из авторов статьи, рассказал, что у современных оптогенетических исследований мозга есть серьезные физические ограничения. Мозговая ткань рассеивает свет, и он может проходить в ней только небольшие расстояния, поэтому изучить нейронные цепи, расположенные в мозге на глубине более двух миллиметров, пока не удавалось.

Роукс считает, что интегрированная нейрофотоника справится с этой проблемой. Микрочипы можно имплантировать на любую глубину и поместить рядом с цепочками нейронов: тогда они в режиме реального времени запишут, что делает каждая клетка в конкретной области мозга.

«Ресурсы для создания такого подхода существовали уже много лет, но до недавнего времени у нас не было подходящего видения и финансирования, чтобы собрать их и создать новый мощный инструмент для нейробиологии», — подытожили авторы. А новый метод, по их словам, серьезно продвинет исследования.