Российские и американские исследователи разработали прибор на базе специализированного оптоволокна, который можно использовать для наблюдений за работой одиночных нейронов в мозге мышей и других животных. Статья опубликована в журнале Journal of Biophotonics.
Группа ученых из НИТУ «МИСиС», Университета Техаса, МГУ имени М. В. Ломоносова и Российского квантового центра создали систему, позволяющую 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.
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. Использование подобных технологий осложняется тем, что для наблюдений за работой клеток мозга необходимы сложные оптические системы, позволяющие сфокусировать изображение. Это накладывает серьезные ограничения на использование этих систем нейровизуализации во время экспериментов, позволяющих животным свободно двигаться.
Новая система состоит из специализированного оптоволокна и уникальной платформы-вольера на воздушной подушке. Оптическое волокно устроено таким образом, что его преломляющая способность плавно меняется по мере движения от центра к краям светопроводящего материала. Эта особенность позволяет сфокусировать излучение, вырабатываемое отдельными нейронами в мозге мышей, без применения каких-либо других оптических компонентов.
Платформа на воздушной подушке позволяет мышам свободно двигаться в пространстве, несмотря на то что в их череп встроен фрагмент оптоволокна с четко выверенной длиной, необходимой для точной фокусировки изображения. К этому световоду подключен микроскоп и специальный фиксационный модуль, удерживающий их над одной и той же точкой тела подопытного животного. Эксперименты подтвердили, что новая система действительно может отслеживать активность нервных клеток в организме свободно двигающихся мышей и получать четкие снимки отдельных нейронов. Ученые надеются, что созданный ими аппаратный комплекс ускорит изучение работы клеток мозга животных в максимально естественных условиях.
Источник: InScience