Учёные увидели активность сразу двух тысяч нейронов

У американских исследователей получилось «поклеточно» проанализировать двигательную активность мозга — правда, пока предложенный метод был проверен только на рыбьих мальках.

Наши мысли и действия обеспечиваются одновременной гармоничной работой миллионов нервных клеток. Чтобы понять принцип их работы, нужно поймать их активность сразу, в целом. Однако до сих пор учёным приходится выбирать, будут ли они следить за активностью крупных зон мозга, без различения отдельных клеток, или же отдадут предпочтение отдельным нейронам, но их число не превысит нескольких сотен.

Исследователям из Гарвардского университета (США) удалось придумать компромиссный метод, позволяющий довольно подробно следить за несколькими тысячами нервных клеток. Модельным объектом послужили мальки Danio rerio. Авторы исследования хотели получить полную картину двигательной активности нейронов, но сам D. rerio при этом двигаться не мог: рыбу парализовали, чтобы иметь возможность наблюдать за работой мозга. Чтобы реакции нейронов были «идентичны натуральным», учёные организовали рыбам какое-то подобие виртуальной реальности, где они могли «плыть» куда вздумается.

Нервные клетки D. rerio были снабжены геном флуоресцентного белка, который реагировал на изменения в ионных потоках и начинал светиться, когда нейроны активировались. С помощью сканирующего лазерного микроскопа учёные получили возможность отследить одновременную активность двух тысяч нервных клеток. Это не так уж мало, если учесть, что их общее число в мозгу малька D. rerio всего около 100 тысяч. Причём таким образом было увидеть активность нервных клеток, находящихся в разных районах мозга. Чтобы активировать нейроны, исследователи меняли условия виртуальной реальности, заставляя рыб посылать сигналы мышцам.

Как пишут учёные в журнале Nature, им удалось точно посчитать число нейронов, которые включают мускулы в ответ на тот или иной раздражитель. Бóльшая часть их, естественно, находилась в мозжечке и подчинённых ему структурах.

Следует ещё раз подчеркнуть, что авторы работы преследовали методические цели, они хотели увидеть активность большой зоны мозга с большим разрешением, чего прежде никому не удавалось. И это получилось: они «поклеточно» описали активность крупных мозговых участков, отвечающих за двигательные реакции. Удастся ли предложенную методическую схему применить к более сложным организмам и поведенческим реакциям, покажет время.

Подготовлено по материалам Medical Xpress.