Вчені винайшли революційну технологію візуалізації мозку, яка дозволяє дослідити формування пам’яті

Дослідники з Мічиганського університету створили унікальну систему візуалізації мозку, яка дає змогу знімати активність нейронів з надточною роздільною здатністю. Вчені зазначають: це відкриє нові можливості для вивчення процесів формування і відтворення пам’яті, а також для виявлення причин когнітивних порушень, пов’язаних із хворобою Альцгеймера.

Система заснована на спеціальному об'єктиві, прикріпленому до мікроскопа, який швидко переміщається по вертикалі між різними шарами кори головного мозку, роблячи десятки знімків за секунду. Під час експерименту піддослідним мишам подають певні комбінації зорових, нюхових і звукових стимулів, щоби створити спогад.

«Ми хочемо знати, як формуються спогади та чому вони не формуються у людей із порушеннями пам’яті», — розповідає Марк Реймерс, доцент коледжу природничих наук та інституту квантових наук та інженерії здоров’я. - «Ми б хотіли відстежувати еволюцію пам’яті в часі та навіть спостерігати, як відбувається змішання речей у повсякденній пам’яті».

Сучасні методи візуалізації мозку дають змогу захоплювати лише декілька сотень індивідуальних нейронів — нервових клітин, що передають електричні імпульси по всьому організму. Нова система має потенціал для зйомки 10 000−20 000 нейронів одночасно, даючи дослідникам безпрецедентний вид мозкової активності в реальному часі.

«Довгострокова мета нейробіології - записувати активність великої кількості нейронів, коли тварина виконує якусь дію, і намагатися зрозуміти зв’язок між конкретними нейронами, які активні в один момент, і тим, що тварини роблять або відчувають», — пояснює Реймерс. — «Ми знаємо, що певні нейрони активні у певні моменти, і вони співвідносяться з тим, що тварини роблять або відчувають».

Поєднуючи систему візуалізації з новою розробленою програмою обробки зображень, команда дослідників планує досягти такого рівня, щоби вміти визначати конкретні нейрони, які використовуються тваринами для запису і відтворення пам’яті.

«Ми сподіваємося, що станемо першими людьми, які зможуть спостерігати й документувати формування пам’яті по всіх ділянках [мозкової] кори», — підсумував Реймерс.

Нагадаємо — науковці з Гарвардського університету розробили штучний інтелект, який у перспективі допоможе хірургам у лікуванні пухлин мозку. Нейромережа швидко розшифровує ДНК клітин гліоми — найбільш агресивної та поширеної форми раку мозку. Аналіз показує молекулярний тип пухлини під час операції, а це критична інформація для прийняття рішень щодо необхідного хірургічного втручання.