Революционная технология визуализации мозга раскрывает тонкости формирования памяти

Исследователи из Мичиганского университета создали уникальную систему визуализации мозга, которая позволит снимать активность нейронов с невиданным ранее разрешением. Это откроет новые возможности для изучения процессов формирования и воспроизведения памяти, а также для выявления причин нарушений памяти, связанных с болезнями, такими как болезнь Альцгеймера.

Система основана на специальном объективе, прикрепленном к микроскопу, который быстро перемещается по вертикали между разными слоями коры головного мозга, делая десятки снимков в секунду. Во время эксперимента мышам подаются определенные комбинации зрительных, обонятельных и звуковых стимулов, чтобы создать воспоминание.

“Мы хотим знать, как формируются воспоминания и почему они не формируются у людей с нарушениями памяти”, - сказал Марк Реймерс, доцент колледжа естественных наук и института квантовых наук и инженерии здоровья. “Мы хотели бы отслеживать эволюцию памяти во времени и даже наблюдать, как происходит смешение вещей в повседневной памяти”.

Современные методы визуализации мозга позволяют захватывать только несколько сотен индивидуальных нейронов - нервных клеток, передающих электрические сигналы по всему организму. Новая система имеет потенциал для съемки 10 000 - 20 000 нейронов одновременно, давая исследователям беспрецедентный вид мозговой активности в реальном времени.

“Долгосрочная цель нейробиологии - записывать активность большого числа нейронов, когда животное выполняет какое-то действие, и пытаться понять связь между конкретными нейронами, которые активны в один момент, и тем, что животные делают или испытывают”, - сказал Реймерс. “Мы знаем, что определенные нейроны активны в определенные моменты, и они коррелируют с тем, что животные делают или испытывают”.

Сочетая систему визуализации с новой разработанной программой обработки изображений, команда исследователей в конечном итоге хочет быть в состоянии определить конкретные нейроны, которые используются животными для записи и воспроизведения памяти.

“Мы надеемся, что мы будем первыми людьми, которые смогут наблюдать и документировать формирование памяти по всем регионам коры”, - сказал Реймерс.

Реймерс и его коллега Кристиан Бергесс из Мичиганского университета также надеются, что другие ученые смогут построить свою собственную версию этой системы, чтобы улучшить качество изображения для своих проектов.

“Нам обошлось около 50 000 долларов, чтобы построить ее, и мы надеемся, что сотни разных лабораторий, которые не особенно хорошо финансируются, смогут использовать эту систему для проведения передовых нейробиологических исследований”, - сказал Реймерс. “Также я буду рад поговорить с другими лабораториями Мичиганского университета, которые могут захотеть использовать нашу новую технологию для своих собственных исследований”.