研究人员开发用于阅读小鼠思想的工具(W / Video)
(bob游戏Medical Xpress)——如果你想读懂老鼠的思想,需要一些荧光蛋白和一个微型显微镜植入老鼠的头部。
斯坦福大学的科学家展示了一种技术,可以观察活体动物大脑中数百个神经元的活动鼠,实时,并将该活动与长期信息存储联系起来。前所未有的工作可以为研究诸如Alzheimer等神经变性疾病的新疗法提供有用的工具。
研究人员首先使用基因疗法使老鼠的神经元表达一种绿色荧光蛋白它被设计成对钙离子的存在非常敏感。当神经元被激活时,细胞自然会充满钙离子。钙刺激蛋白质,导致整个细胞荧光亮绿色。
一个微型显微镜被植入老鼠的海马体上方,海马体是大脑的一部分,对空间和情景记忆-捕获约700个神经元的光。该显微镜连接到一个相机芯片,该芯片将图像的数字版本发送到计算机屏幕上。
然后计算机在鼠标的实时视频附近显示脑活动当鼠标周围绕一个小型机箱运行,研究人员称之为竞技场。
神经元的放电看起来就像微小的绿色烟花,在黑色背景下随机爆发,但科学家们已经在混乱中破译出了清晰的模式。
“我们可以通过观察这些灯光,”纸币和应用物理副教授和本文高级作者“的副教授,最近在自然神经科学杂志上发表的副教授Mark Schnitzer说,我们可以确定鼠标在竞技场中的位置。
当鼠标在竞技场的某个区域的墙壁上划伤时,特定的神经元将发射和闪烁绿色。当鼠标拆分器到不同的区域时,来自第一神经元的光越来越淡化和新的细胞。
“海马对动物在其环境中非常敏感,不同的细胞对竞技场的不同部位响应,”斯克尼尔说。“想象一下,在你的办公室散步。当你在桌子附近时,你的海马的一些神经元点亮了,当你靠近你的椅子时,你的大量火灾。这就是你的大脑如何制作一个空间的代表性地图。”
该小组发现了一只老鼠神经元即使在两个实验之间间隔了一个月,它们仍以相同的模式燃烧。Schnitzer说:“能够回来观察相同的细胞对于研究进展性脑部疾病非常重要。”
例如,如果测试小鼠中的特定神经元停止发挥作用,因此由于正常的神经元死亡或神经变性疾病,研究人员可以应用实验性治疗剂,然后将小鼠暴露于相同的刺激以看看神经元的功能返回。
虽然这项技术不能用于人类,但小鼠模型是人类新疗法的普遍起点神经退行性疾病而且Schnitzer认为该系统可能是评估临床前研究的一个非常有用的工具。
该作品于2月10日发布于在线版本自然神经科学。研究人员已形成公司制造和销售设备。
进一步探索
用户评论