Новое устройство позволило следить за активностью всей поверхности коры мозга в реальном времени

Исследователи из Университета Миннесоты разработали уникальный имплантат, который, заменяя часть черепа мыши, впервые позволяет наблюдать за активностью всей поверхности коры мозга в режиме реального времени. Работа опубликована в журнале Nature Communications.

Авторы назвали свое устройство See-Shell. Один из них — Сухаса Кодандарамайя (Suhasa Kodandaramaiah) — рассказал, о каких перспективах думали исследователи, работая над технологией:

«Мы пытались посмотреть, сможем ли мы визуализировать большую часть поверхности мозга мыши, называемую корой, в течение длительного периода времени. Это бы дало нам новые данные о том, как работает мозг, в том числе человеческий. Теперь мы можем наблюдать большую часть коры в действии с беспрецедентной точностью и при этом стимулировать определенные части мозга».

По словам ученых, они стремились к осуществлению этой цели, чтобы расширить границы исследований. Обычные методы диагностики позволяют отслеживать отдельные области мозга, но авторы предполагают, что если какие-то изменения происходят в одной части мозга, то они вызывают изменения и в другой. В частности, это позволит по-новому взглянуть на модели таких заболеваний, как болезни Альцгеймера и Паркинсона.

Для создания See-Shell ученым пришлось сначала отсканировать и оцифровать поверхность черепа мыши. Эту виртуальную модель они использовали для печати прозрачной части черепа, которая в будущем заменила натуральную. К ней же прикреплялось устройство слежения, которое позволяет выполнять мезоскопическую и двухфотонную визуализацию.

Сейчас авторы сосредоточены на изучении старения мозга. Организм мышей не отвергает имплантат, а это значит, что ученые могут наблюдать за активностью мозга в течение нескольких месяцев. Мыши — удобный объект для изучения, так как подобное исследование на человеке заняло бы несколько десятилетий.

Ранее эффективность обучения связали с синхронизацией потенциалов в синапсе. Ученые из Национального университета Сингапура определили, что, когда всплеск активности в синапсе с обоих концов происходит одновременно, связь усиливается на период до четырех часов.