Вчені зняли на відео діяльність мозку на рівні окремих нейронів
Вченим-нейробиологам з Медичного інституту Говарда Хьюза (Howard Hughes Medical Institute), що працюють в рамках проекту Brain Activity Map (BAM), вдалося зняти на відео карту діяльності майже всіх окремих нейронів мозку зародка риби-зебри. Ця робота, описана в журналі Nature Methods, є першим в історії науки найбільш повним відображенням діяльності мозку хребетного живого організму з безпрецедентним рівнем деталізації і має величезне значення для майбутнього досліджень в області нейробіології.
Для зйомки картини діяльності мозку вчені використовували технологію швидкодіючої пошарової оптичної мікроскопії, за допомогою якої вони реєстрували спалаху діяльності мозку кожні 1.3 секунди, охопивши близько 80 відсотків з 100 тисяч нейронів, з яких складається мозок зародка риби-зебри.
Отримана за допомогою методу, розробленого Філіпом Келлером (Philipp Keller) і Мішею Аренсом (Misha Ahrens), роздільна здатність дозволяє деталізувати всю діяльність аж до рівня окремих нейронів. На жаль, даний метод не позбавлений недоліків, з його допомогою неможливо зареєструвати поодинокі "спалахи" окремих нейронів і не можна зареєструвати нейрони, "спалахують" багаторазово протягом короткого проміжку часу. Але в будь-якому випадку, ця зйомка наочно демонструє поширення хвиль мозкової діяльності, що поширюються через певні ділянки мозку, що формують різні функціональні ланцюга.
Для того, щоб зняти картину роботи мозку, вченим довелося провести генну модифікацію нейронів мозку риби-зебри. Ця модифікація змушує клітини мозку випускати досить сильний світло під час активації їх діяльності. Мікроскоп системи фокусується на окремих шарах тканин, на їх клітинах, посилюючи випускається ними світло, а світло вловлюється і реєструється спеціальним високочутливим фотодатчиком.
На жаль, такий метод може спрацювати тільки з ембріонами риби-зебри, які в ранньому віці мають повністю прозоре тіло. А для того, щоб використовувати подібну технологію відносно мозку більш високорозвинених істот буде потрібно хірургічне втручання, яке дозволить отримати доступ до нервових тканин, але навіть при цьому буде неможливо охопити зйомкою навіть якусь значиму частину мозку.
Вивчення існуючих в мозку функціональних ланцюгів і їх роботи дозволить вченим з'ясувати їх роль у формуванні поведінки живих істот, у відповідних реакцій на зовнішні подразники, у формуванні сенсорного сприйняття і безліч інших таємниць і загадок, пов'язаних з функціонуванням мозку примітивних і складних живих істот.