Группе ученых из Рокфеллеровского университета, Нью-Йорк, США, удалось произвести съемку, на которой запечатлена одновременная деятельность сразу одного миллиона нейронов головного мозга подопытного грызуна. Ключевым моментом данного достижения является инновационная технология оптической лазерной микроскопии (light beads microscopy, LBM), которая является улучшенной версией технологии двухфотонной микроскопии. Свет двух лазеров, сфокусированных на живой клетке, вызывает явление флуоресценции, и поскольку клетки освещаются при этом достаточно хорошо изнутри, то ученые могут видеть их перемещения, активацию и взаимодействия. Все это вместе представляет собой большой шаг вперед на пути к пониманию тонкостей сложной деятельности, проходящей внутри головного мозга человека.
Технология LBM позволяет получить самую высокие на сегодняшний день скорость съемки, масштабирование и разрешающую способность, что позволяет запечатлеть даже самые мельчайшие детали нейронной деятельности. Другие же, даже самые современные методы лазерной микроскопии, не обладают такой универсальностью, всегда при увеличении масштаба изображения теряется разрешающая способность и уменьшается уровень детализации изображений.
Вся "изюминка" метода LBM заключается в полной ликвидации времени паузы между импульсами лазерного света. При помощи специализированной системы зеркал чрезвычайно короткий импульс света одного из лазеров дробится на 30 еще более коротких импульсов. Однако, длительность всех 30 вторичных импульсов неодинакова, за счет чего каждый из них способен просвечивать исследуемый образец материала на определенную глубину. Это, в свою очередь, означает, что один импульс лазерного света позволяет заснять практически в один момент времени не одну точку, а сразу 30 точек, расположенных на различной глубине.
"Такую технологию съемки можно было реализовать еще минимум пять лет назад, ведь у нас уже тогда имелись подходящие микроскопы и лазерная техника" - пишут ученые, - "Просто данная идея никому не приходила в голову вплоть до последнего времени".
В ближайшем времени ученые планируют использовать расширенный вариант технологии LBM для отслеживания взаимодействий между сенсорными, моторными, и визуальными областями мозга. Естественно, что первые такие эксперименты будут проводиться на подопытных грызунах, но позже будут задействованы и приматы, головной мозг которых обладает большим объемом и сложностью.
Интерпретация полученных данных должна продвинуть научное сообщество в сторону более глубокого понимания всех аспектов нейронной деятельности и с большей точностью определить, какие области мозга и какие картины нейронной деятельности соответствуют определенным ощущениям, эмоциям и т.п. "Технология LBM позволит нам в самом ближайшем времени проводить нейробиологические исследования абсолютно новым способом, что было невозможно вплоть до последнего времени" - пишут исследователи.
