Подписаться на новости
  • Сенатор
  • ООО "Ай Вао"
  • regenerativnaya-meditsina
  • vsh25
  • Vitacoin

Нейроны на бегу

Устройство для изучения активности мозга подвижных мышей

ХХ2 век

Российские и американские физики создали прибор на базе специализированного оптоволокна, который можно использовать для наблюдений за работой одиночных нейронов в мозге мышей и других животных во время движения. Результаты работы представлены в Journal of Biophotonics (Pochechuev et al., Implantable graded-index fibers for neural-dynamics-resolving brain imaging in awake mice on an air-lifted platform).

«Мы продемонстрировали, что наша система позволяет наблюдать за работой мозга мышей, которые свободно передвигаются внутри клетки, адаптированной для изучения их когнитивных способностей. Это позволит биологам изучать взаимодействия между отдельными нервными клетками в ключевых областях мозга свободно движущихся подопытных грызунов», — пишут исследователи в своей работе.

На сегодняшний день существует несколько систем визуализации активности клеток мозга, позволяющих наблюдать за работой групп нейронов в живом организме. Как правило, для их работы требуются модификации генома животных, заставляющие нервные клетки флуоресцировать во время проявления любых форм электрической активности.

Подобные технологии значительно обогатили арсенал нейрофизиологов, однако их использование осложнено тем, что для наблюдений за работой клеток мозга необходимы сложные оптические системы, позволяющие сфокусировать изображение, поступающее из мозга. Это накладывает серьёзные ограничения на использование данных систем нейровизуализации во время экспериментов, позволяющих животным свободно двигаться.

Группа физиков из НИТУ «МИСиС», Университета Техаса, МГУ и Российского квантового центра под руководством Алексея Желтикова, профессора Техасского университета A&M в Колледж-Стейшен (США), разработала систему, позволяющую осуществлять подобные эксперименты. Учёные добились этого благодаря использованию специализированного оптоволокна и платформы-вольера на воздушной подушке.

Разработанное оптическое волокно, как объясняют учёные, устроено таким образом, что его преломляющая способность плавно меняется от центра к краям светопроводящего материала. Эта особенность позволяет существенно повысить информационную ёмкость получаемого из мозга флуоресцентного сигнала.

Хотя голова мыши с имплантированным в мозг оптоволокном жёстко закреплена под микроскопом, платформа на воздушной подушке позволяет мышам ходить, исследуя пространство. Устройство чем-то похоже на «беличье колесо»: когда зафиксированная под микроскопом мышь перебирает лапками, под ними передвигается подвешенный на воздушной подушке пол, но у мыши, по идее, должно создаваться впечатление, что это она передвигается по полу.

GRIN.jpg

Мышь с внедрённым в мозг оптоволокном закреплена под микроскопом, под ней — лёгкая платформа на воздушной подушке. Справа на врезке – изображение флуоресцирующего нейрона.

Работу этой системы физики проверили на нескольких ГМ-мышах с флуоресцирующими во время активности нейронами. Опыты подтвердили, что новая система действительно может отслеживать активность нервных клеток в организме двигающихся мышей и получать чёткие снимки отдельных нейронов. Учёные надеются, что созданный ими комплекс ускорит изучение работы клеток мозга животных во время движения.

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


Читать статьи по темам:

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

Читать также:

Коннектом дрозофилы

Создание компьютерной модели участка мозга дрозофилы (25 тысяч нейронов и около 20 млн синапсов) ушло 12 лет, усилия 250 человек и $40 млн.

читать

Репарация во сне

Биологи показали, что во сне ДНК нервных клеток проходят особенно активный «ремонт», восстанавливая накопленные за день повреждения.

читать

Окошко в мозг

После доработки микроэндоскоп сможет показывать активность нейронов в тех областях мозга, куда ранее ученые не могли проникнуть.

читать

Работа нейронов на видео

Новая технология съемки позволяет увидеть распространение электрических сигналов в нервных тканях головного мозга.

читать

Нейрогенез на видео

Швейцарские и британские биологи впервые увидели то, как формируются новые клетки внутри взрослого мозга.

читать