Ученые-нейробиологи из института Фрэнсиса Крика (Francis Crick Institute) разработали новую технологию, при помощи которой была составлена карта нейронных микроцепей мозга, уровень точности и детализации которой во много раз превышает точность, обеспечиваемую традиционными методами. Отметим, что в традиционных методах используются специальные вирусы или красители, что ограничивает исследуемую область и позволяет изучать нервные ткани только простейших организмов, таких, как мушки-дрозофилы и рыбки-зебры (zebrafish).
В головном мозге группы нейронов образуют достаточно сложные нейронные цепи, при помощи которых мозг обрабатывает поступающую информацию – все то, что мы видим, слышим и ощущаем. Знания о количестве нейронов и других клеток, задействованных в этом процессе, дает ученым более глубокое понимание работы мозга в целом.
Для составления высокоточной карты нейронных микроцепей исследователи использовали наноразмерные электропорационные микроэлектроды (nanoengineered electroporation microelectrode, NEM). Используя эти электроды, ученые исследовали все 250 нервных клеток, которые являются отдельной функциональной группой (olfactory bulb glomerulus) головного мозга подопытного грызуна, обрабатывающей обонятельные ощущения.
На конце микроэлектрода-пипетки при помощи специализированных наноинструментов создана серия крошечных отверстий. Это позволяет получить более равномерное распределение электрического тока в области, радиусом 50 микрометров, что в среднем соответствует размерам типичной нейронной микроцепи. При этом, использование таких микроэлектродов-“краскопультов” позволяет окрасить отдельные клетки, нанося самим нервным клеткам минимальный ущерб.
При помощи микроэлектрода-пипетки ученые смогли окрасить абсолютно все живые клетки, входящие в состав исследуемой микроцепи. “Поскольку мозг состоит из набора “типовых компонентов”, представляющих собой нейронные микроцепи различной конфигурации, мы можем узнать достаточно много о работе мозга на микроскопическом уровне, досконально изучив каждый из существующих типов микроцепей” – пишут исследователи, – “Теперь у нас есть инструмент, позволяющий получить высокоточную карту каждой цепи, и при его помощи мы сможем выяснить, как определенные типы нервных клеток принимают участие в процессе формирования поведения и обработки сенсорики”.