Исследователи из Колледжа науки и инженерии и медицинского факультета Миннесотских городов-побратимов разработали уникальный налобный мини-микроскоп, который позволяет им отображать сложные функции мозга свободно движущихся мышей в реальном времени в течение более 300 дней .
Устройство , известное как мини-MScope, предлагает новый важный инструмент для изучения того, как нейронная активность из нескольких областей внешней части мозга, называемой корой, способствуют поведения, познания и восприятия. Это новаторское исследование дает новый взгляд на фундаментальные исследования, которые могут улучшить такие состояния человеческого мозга, как сотрясения мозга, аутизм, болезнь Альцгеймера и Паркинсона, а также лучше понять роль мозга в развитии зависимости.
Исследование было опубликовано сегодня в рецензируемом журнале Природа методы . Авторы исследования также представят свои исследования на виртуальном конгрессе OSA по биофотонике 2021 года : оптика в науках о жизни в четверг, 15 апреля.
В прошлом ученые изучали, как нервная активность в определенных областях коры головного мозга влияет на поведение, но было трудно одновременно изучить активность нескольких областей коры головного мозга. Для мышей даже простая задача по перемещению одного уса в ответ на стимул включает обработку информации в нескольких областях коры. Мышей часто используют для изучения мозга, потому что они имеют те же структуры мозга и возможности взаимодействия, что и люди.
«Это устройство позволяет нам отображать большую часть мозга мыши во время свободного и необузданного поведения, тогда как предыдущие мезомасштабные изображения обычно делались на неподвижных мышах с использованием таких устройств, как МРТ или двухфотонный микроскоп», — сказал Сухаса Кодандарамайя, старший автор исследования и университета. Миннесоты Бенджамин Мэйхью Доцент кафедры машиностроения в Колледже науки и техники. «Это новое устройство позволяет нам понять, как различные области мозга взаимодействуют во время сложного поведения, когда несколько областей мозга работают вместе одновременно. Это открывает путь к исследованиям, позволяющим понять, как взаимосвязь изменяется при болезненных состояниях, черепно-мозговой травме или зависимости».
Новый мини-MScope — это флуоресцентный микроскоп, который может отображать область размером примерно 10 на 12 миллиметров и весит около 3 граммов. Это позволяет получить целостное изображение большей части поверхности мозга мыши. Устройство используется для визуализации кальция, метода, обычно используемого для мониторинга электрической активности мозга. Устройство, установленное на голове мыши, фиксирует изображения на уровне, близком к клеточному, что позволяет изучать связи между областями коры головного мозга.