Ученые Университета Цинхуа в Китае разработали сверхлегкое беспроводное устройство Airscope, которое позволяет одновременно отслеживать активность тысяч нейронов в движении. Технология поможет исследовать механизмы работы мозга, а в перспективе может найти применение в изучении онкологических и иммунных заболеваний. Об этом сообщает South China Morning Post (SCMP).
Airscope — компактный оптический мезоскоп, который занимает промежуточное положение между микроскопом и макроскопом. Он позволяет наблюдать за активностью отдельных клеток в относительно большой области биологической ткани. При этом устройство не требует фиксации головы животного или подключения громоздких кабелей, ограничивающих движения.
Разработчикам удалось уменьшить объем системы почти в 100 тысяч раз по сравнению с обычными настольными микроскопами, сохранив сопоставимое качество регистрации нейронных сигналов. В конструкции использовали двухмегапиксельный датчик изображения и систему беспроводной передачи данных. Искусственный интеллект помог оптимизировать конструкцию линз, а алгоритмы компьютерного зрения — автоматически распознавать и непрерывно отслеживать отдельные объекты на видео.
В ходе экспериментов исследователи закрепили устройство на мышах и позволили им свободно перемещаться по специально оборудованной среде с укрытиями, норами и препятствиями. С помощью Airscope ученые смогли одновременно регистрировать активность более 8500 отдельных нейронов в коре головного мозга животного, пока оно исследовало окружающее пространство.
Полученные данные позволили изучить связь между активностью нейронных сетей и социальным поведением мышей. В дальнейшем команда планирует исследовать нейронные механизмы, связанные с эмоциями и социальными взаимодействиями, что может помочь в изучении таких состояний, как депрессия.
По словам представителей, потенциальные области применения технологии не ограничиваются нейробиологией. В перспективе подобные системы визуализации могут использоваться для наблюдения за развитием заболеваний в иммунологии и онкологии.
Ранее ученый объяснил, за что дали Нобеля по медицине в этом году.