Nauka

Krzemowe sondy na tropie tajemnic mózgu

Naukowcy opracowali ultracienkie sondy, które mogą rejestrować jednocześnie aktywność rekordowej liczby neuronów w mózgu.

Ludzki mózg jest jedną z najbardziej złożonych konstrukcji na świecie – składa się z ponad 70 miliardów neuronów kierujących naszymi myślami, zmysłami i zachowaniem. Aby odkryć jego tajemnice, badacze jednocześnie mierzą aktywność tysięcy neuronów. Pozytywny rezultat tych starań jest prosty: im więcej wiemy o działaniu mózgu, tym większe szanse na zwalczenie takich schorzeń jak choroba Alzheimera czy depresja.

„Odkrycie, jak niezliczone neurony współpracują ze sobą, jest pierwszym krokiem do zrozumienia działania naszego mózgu” – wyjaśnia neurobiolog Matteo Carandini. „Do niedawna mogliśmy mierzyć aktywność poszczególnych neuronów w konkretnym punkcie mózgu lub odkrywać jej większe wzorce w danym obszarze, ale nie można było wykonywać obu tych czynności naraz. Działo się tak dlatego, że konwencjonalna metoda pomiaru polegała na wykorzystaniu drutów elektrodowych wyposażonych w zaledwie – w przybliżeniu – 24 sondy. Mogliśmy używać jedynie ich ograniczonej liczby w tym samym momencie”.

Krzemowe sondy rejestrują aktywność całego mózgu

Zespołowi naukowców udało się jednak opracować ultracienkie krzemowe sondy. Sondy Neuropixel mają ponad 960 punktów pomiarowych, które można rozmieścić na całym mózgu. Dzięki nim badacze mogą jednocześnie rejestrować pomiary ze znacznie większej liczby neuronów niż kiedykolwiek wcześniej. Wyniki tych eksperymentów pozwolą zrozumieć, jak podejmujemy decyzje i jak mózg kontroluje emocje.

Dzięki nowym sondom badacze mogą obserwować więcej komórek mózgowych niż kiedykolwiek wcześniej. Ilustracja: HHMI Janelia Research Campus – Timothy Harris Lab

Sondy Neuropixel mają długość centymetra i wymiary 70 na 20 mikrometrów. Na milimetr sondy przypada ponad 100 punktów pomiarowych. Wykryte przez nie sygnały elektryczne są automatycznie przetwarzane na dane do analizy komputerowej, co pozwala uzyskać istotne informacje o aktywności poszczególnych komórek.

 

Wkrótce cena sond będzie równa kosztom produkcji

Andrew Welchman, profesor psychologii na uniwersytecie Cambridge, jest podekscytowany nową technologią: „To znaczący krok w stronę zrozumienia działania mózgu”.

Welchman przewiduje, że nowe sondy – mówiąc obrazowo – przeniosą badania mózgu z epoki małych, czarno-białych telewizorów w czasy dużych płaskich wyświetlaczy o wysokiej rozdzielczości. „Sondy Neuropixel zmienią naszą wiedzę o mózgu i jego postrzeganie. Wciąż daleko nam do odkrycia wszystkich jego tajemnic, ale niniejsza technologia jest dużym krokiem naprzód w tych dążeniach”.

W centrach badawczych jest używane już 400 prototypowych sond Neuropixel. Już w tym roku naukowcy będą mogli nabyć sondy po cenie równej kosztom produkcji, co może być początkiem nowej ery w dziedzinie badań nad mózgiem.

Udostępnij ten artykuł

Podobne tematy

Nauka Zdrowie

Przeczytaj w następnej kolejności

Read Full Story