Команда использовала оптическое волокно в форме узкого конуса с таким тонким и точным концом, что оно способно улавливать свет от отдельных нейронов вдоль областей длиной до 2 миллиметров (0, 07 дюйма).
По словам исследователей, подход, описанный в Nature Methods, закладывает основу для новых способов отображения связей между различными областями мозга — способность, которая может позволить создавать устройства для отображения различных областей мозга и даже лечения состояний, возникающих из-за сбоев в клетках, населяющих эти регионы.
Освещая путь: новый метод обнаружения света в мозге создает основу для оптических устройств для мозга следующего поколения. Это представление конического волокна, способного обнаруживать одновременно оптические сигналы от разных нейронов.
Одной из центральных проблем современной нейробиологии является регистрация обмена информацией между различными областями мозга, а также между различными типами клеток. Новый метод решает эту проблему, позволяя одновременно собирать сигналы из различных областей мозга с помощью конического оптического зонда.
Это исследование знаменует собой первый случай успешного использования света для расшифровки активности определенных популяций нейронов, а также для манипулирования различными областями мозга с помощью одного зонда. Этот подход основан на введении флуоресцентных молекул в определенные нервные клетки, чтобы отслеживать их электрическую активность и измерять уровень нейротрансмиттеров — молекул, которые действуют как химические посредники между нейронами.
Для достижения этой цели команда использовала оптическое волокно в форме узкого конуса с наконечником, настолько тонким и точным, что оно способно улавливать свет от отдельных нейронов вдоль областей длиной до 2 миллиметров (0,07 дюйма).
Исследователи ввели светочувствительный зонд внутрь полосатого тела, области мозга, участвующей в планировании движений, и использовали его для отслеживания выброса дофамина, важнейшего нейромедиатора, участвующего в контроле движений, который также играет ключевую роль в развитии таких расстройств, как болезнь Паркинсона, шизофрения и депрессия.
Устройство успешно фиксировало нейронную активность в определенных областях полосатого тела, участвующих в высвобождении дофамина во время определенного поведения.
Этот подход эффективно позволил ученым уловить, как нервные сигналы распространяются во времени и пространстве, и измерить концентрацию определенных нейротрансмиттеров во время определенных действий. Этот метод обогащает методологический репертуар исследователей и расширяет их возможности по изучению центральной нервной системы и исследованию молекулярных причин неврологических расстройств.