Новый конвейер визуализации Neuroplex позволяет нейробиологам отслеживать до девяти различных мозговых контуров одновременно у свободно движущейся мыши — feat, ранее невозможный. Этот прорыв может привести к более глубокому пониманию обучения, старения и нейродегенеративных заболеваний.
Преодоление предела двух цветов
Ученые из Института нейронауки Макса Планка во Флориде в сотрудничестве с ZEISS и MetaCell разработали Neuroplex, чтобы преодолеть давнее препятствие. Традиционные минископы — крошечные головные микроскопы — могли различать только два флуоресцентных цвета, что ограничивало исследователей отслеживанием двух типов клеток одновременно. Чтобы изучать несколько контуров, им приходилось проводить отдельные эксперименты, повторяя поведенческие тесты с разными метками каждый раз. Это было медленно, дорого и осложнялось различиями между животными.
Новый метод, опубликованный в eLife, объединяет записи минископа с спектральной конфокальной микроскопией. Процесс: записывают нейронную активность во время поведения с помощью минископа, затем снимают его и визуализируют ту же область мозга с помощью специализированного микроскопа (ZEISS LSM 980), который может декодировать до девяти флуоресцентных меток через ту же имплантированную линзу. Пользовательский инструмент выравнивания на Python затем сопоставляет функциональные кадры с цветовой картой высокого разрешения.
Доказанная точность в реальных мозговых контурах
В качестве подтверждения концепции команда нацелилась на девять отдельных проекционных контуров, отходящих от медиальной префронтальной коры во время социального поведения. Автоматизированная программа присвоила около 75% активных нейронов их правильной идентичности контура с точностью 90%. Поскольку визуализация неразрушающая, исследователи могут наблюдать за одними и теми же нейронами в течение недель или месяцев, отслеживая, как контуры меняются с обучением или болезнью.
Почему это важно для вашего мозга
Эта технология еще не для использования на людях, но она ускоряет фундаментальную нейронауку. Понимание того, как несколько мозговых контуров координируются во время сложного поведения у мышей, дает основу для изучения аналогичных процессов у людей. Понимание того, как контуры адаптируются во время обучения, может однажды inform strategies для поддержания когнитивной гибкости. А отслеживая одни и те же нейроны с течением времени, исследователи могут видеть, как старение или болезнь нарушают цепи, что потенциально может привести к более ранней диагностике.
Что вы можете сделать сейчас
Хотя вы не можете наблюдать за своими собственными нейронами, вы можете поддерживать цепи своего мозга, оставаясь умственно активным. Занимайтесь разнообразными когнитивными задачами — головоломками, изучением новых навыков или тренировкой мозга — чтобы способствовать синаптической пластичности. Регулярные физические упражнения и хороший сон также улучшают нейронную коммуникацию. Эти привычки поддерживают гибкость сетей вашего мозга, подобно той адаптивности, которую ученые надеются лучше понять.
Источник: Neuroscience News
Интересуетесь своим собственным мозгом? Пройдите наш бесплатный адаптивный тест IQ или попробуйте 306 уровней тренировки мозга.