Подписаться на новости
  • Сенатор
  • ООО "Ай Вао"
  • TechWeek
  • Биомолтекст2020
  • vsh25

Мозг, который видно насквозь

Учёные создали полностью прозрачный мозг

Ася Горина, «Вести»

Для нейробиологии совершенно необходимы полноценные сведения о том, как функционирует каждый нейрон головного мозга в отдельности и как группы нейронов каждого отдела работают сообща.

Изучение нейронов по отдельности требует разрезания мозга на слои, однако такой метод не даёт точных данных, поскольку в процессе разрезания можно повредить аксоны – соединения между нейронами и другими клетками. С помощью некоторых методик можно изучить мозг, запуская луч света глубоко в его участки. Но и этот метод не очень эффективен, ведь большая часть света отражается липидными плёнками, которые являются оболочками каждой клетки мозга.

Чтобы избежать подобных издержек, команда учёных из Стэнфордского университета разработала принципиально новую технологию, с помощью которой можно будет получить полную картину работы нейронов головного мозга.

Квангун Чун (Kwanghun Chung), Карл Дайссерот (Karl Deisseroth) и их коллеги опробовали новый способ на мышах. Они извлекли мозг из черепной коробки животного и заполнили его прозрачным гелем, который скопился на поверхности липидных оболочек нейронов. Как только гель застыл, то принял форму мембран и создал матрицу, которая удерживает белки, ДНК и РНК на своих местах. В заключение они ввели в мозг специальное химическое вещество, которое растворило жировые плёнки, и мозг стал полностью прозрачным.

Технологию назвали Clarity (ясность). С её помощью можно подробно рассмотреть каждый нейрон, совершенно не повредив структуру мозга. Если добавить флуоресцентный маркер, то можно увидеть РНК на своём настоящем месте. Таким образом, улучшится понимание того, какие гены экспрессируются в отдельных клетках и какие функции выполняют эти клетки.

Разработчики утверждают в пресс-релизе (Getting CLARITY: Hydrogel process developed at Stanford creates transparent brain), что новая технология поможет изучить не только мозг, но и любые другие органы. В ближайшем будущем можно будет делать прозрачными даже эмбрионы и опухоли, что также позволит лучше понять их работу.

На сегодняшний день учёные уже успели проверить свою методику на маленьком участке человеческого мозга – всего 0,5 миллиметров в ширину. Для изучения более крупного участка потребуются некоторые усовершенствования, ведь липидные оболочки человеческих нейронов значительно толще мышиных, а значит, их будет труднее растворить.

Джефф Лихтман (Jeff Lichtman) из Гарвардского университета комментирует нынешнее достижение так: «Эта методика будет совершенно неоценима для исследования работы мозга, как единого целого. Несмотря на то, что на первый взгляд мозг выглядит просто как пучок запутанных проводов, если рассмотреть его повнимательнее, можно увидеть, как логично и красиво собраны клетки в отделы, и как слаженно они работают».

При помощи Clarity пока трудно рассмотреть каждый отросток каждого отдельного нейрона, но зато можно увидеть, какой именно участок мозга требует пристального изучения. Тем более, что технологии исследования можно комбинировать, что явно поможет расширить знания учёных о мозге.

С результатами работы нейрофизиологов и инженеров-химиков можно ознакомиться в журнале Nature:
Chung et al., Structural and molecular interrogation of intact biological systems.

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
12.04.2013

Читать статьи по темам:

мозг Версия для печати
Ошибка в тексте?
Выдели ее и нажми ctrl + enter
назад

Читать также:

Ген преждевременного старения

Мутации в гене ATRX, необходимого для репликации теломер, вызывают нарушения познавательной функции, аномалии развития и повышают вероятность развития рака мозга. Исследователи из университета Западного Онтарио раскрыли механизм этой патологии.

читать

Транспозоны вносят вклад в возрастную нейродегенерацию?

Количество транспозонов («прыгающих генов») и их активность в мозге плодовых мух дрозофил увеличивается с возрастом и коррелирует с выраженностью нейродегенерации. Осталось выяснить, что здесь причина, а что – следствие.

читать

Мозг: картография и «обратная разработка»

Даже неспециалист легко представит, какие ресурсы должны быть затрачены для того, чтобы составить полную карту головного мозга человека со всеми его многочисленными структурами – и установить их назначение.

читать

Думать – вредно

Думать на самом деле вредно: исследователи из Института Гладстона (США) обнаружили, что у активных нейронов повреждается ДНК – и чем активнее нервные клетки, чем упорнее индивидуум думает, тем сильнее она повреждается.

читать

Власти крупнейших стран вкладывают миллиарды в искусственный разум

США и Евросоюз форсируют исследования работы мозга: правительства и крупнейшие корпорации организуют мегапроекты конструирования искусственного мозга и «нейроморфных компьютеров».

читать