Главное в материале
- Команда Университета Цинхуа создала беспроводной оптический мезоскоп Airscope весом около 1 грамма
- Устройство позволило одновременно регистрировать активность более 8500 нейронов в коре мозга мыши во время свободного перемещения
- Объем системы уменьшен почти в 100 тысяч раз по сравнению с настольными микроскопами при сопоставимом качестве сигналов
Сверхлегкое устройство для наблюдения за мозгом
Ученые Университета Цинхуа в Китае разработали сверхлегкое беспроводное устройство Airscope, позволяющее одновременно отслеживать активность тысяч нейронов у движущегося животного. Об этом сообщает South China Morning Post. По данным издания, технология предназначена для исследования механизмов работы мозга, а в перспективе может найти применение в изучении онкологических и иммунных заболеваний.
Принцип работы и конструкция
Airscope представляет собой компактный оптический мезоскоп, занимающий промежуточное положение между микроскопом и макроскопом. Устройство дает возможность наблюдать за активностью отдельных клеток на относительно большой области биологической ткани. При этом не требуется фиксация головы животного или подключение громоздких кабелей, ограничивающих движения. Разработчикам удалось уменьшить объем системы почти в 100 тысяч раз по сравнению с обычными настольными микроскопами, сохранив сопоставимое качество регистрации нейронных сигналов. В конструкции использованы двухмегапиксельный датчик изображения и система беспроводной передачи данных. Искусственный интеллект помог оптимизировать конструкцию линз, а алгоритмы компьютерного зрения — автоматически распознавать и непрерывно отслеживать отдельные объекты на видео.
Эксперименты на мышах и планы команды
В ходе экспериментов исследователи закрепили устройство на мышах и позволили им свободно перемещаться по специально оборудованной среде с укрытиями, норами и препятствиями. С помощью Airscope ученые одновременно регистрировали активность более 8500 отдельных нейронов в коре головного мозга животного, пока оно исследовало пространство. Полученные данные позволили изучить связь между активностью нейронных сетей и социальным поведением мышей. В дальнейшем команда планирует исследовать нейронные механизмы, связанные с эмоциями и социальными взаимодействиями, что, по словам представителей, может помочь в изучении таких состояний, как депрессия. Потенциальные области применения технологии, как отмечают разработчики, не ограничиваются нейробиологией: подобные системы визуализации могут использоваться для наблюдения за развитием заболеваний в иммунологии и онкологии.
