Naukowcy z Uniwersytetu Johna Hopkinsa stworzyli nową metodę, która pozwala na dokładną obserwację połączeń między komórkami mózgowymi, co daje nowe możliwości badań dot. czynności mózgowych i zachowania synaps oraz neuronów.
Metoda ta powstała w ramach badań, których celem było sprawdzenie w jaki sposób mózg zwierzęcy (w tym przypadku chodziło o myszy) zachowuje się podczas uczenia się nowych rzeczy i w jaki sposób przechowuje wspomnienia. Sam temat badań zszedł jednak na dalszy plan, ponieważ okazało się, że narzędzie stworzone do śledzenia aktywności mózgowej myszy oferuje ogromną dokładność tych obserwacji.
Dr Richard Huganir, dyrektor Departamentu Neuronauki na Uniwersytecie Hopkinsa stwierdził, że nowy sposób obserwacji pozwala na obrazowanie praktycznie każdej synapsy w mózgu. Dr Austin Graves, jeden z badaczy odpowiedzialnych za stworzenie nowego narzędzia powiedział, że przed opracowaniem nowej metody, obserwowanie aktywności mózgowej przypominało patrzenie się w nocne niebo gołym wzrokiem. Wykorzystanie narzędzia opisuje z kolei następująco: — to tak, jakbyśmy mogli widzieć i śledzić każdą gwiazdę w czasie rzeczywistym.
Obserwacja aktywności mózgowej – nie obyło się bez modyfikacji DNA
Aby uzyskać wyraźniejszy obraz z wnętrza mózgu, naukowcy wprowadzili gen GRIA1 do DNA myszy. Genetycznie zmodyfikowane gryzonie wytworzyły następnie zielony świecący znacznik na wszystkich białkach glutaminianu AMPA. Pomogło to zespołowi dostrzec, że gdy neurony wzmacniają swoje sygnały, wytwarzają więcej białek AMPA, co skutkuje jaśniejszymi zielonymi znacznikami. W ten sposób naukowcy mogli wskazać prawie wszystkie neurony, które brały udział w przekazywaniu informacji między sobą.
Czytaj również: Uwiecznili aktywność miliona neuronów jednocześnie. Teraz zamierzają zrobić to samo u ludzi
Jak się pewnie domyślacie, nowa metoda wygenerowała ogromne ilości danych, które trzeba było w jakiś sposób przetworzyć. W tym celu wykorzystano algorytmy maszynowego uczenia się, które nauczono automatycznego wykrywania świecących synaps i śledzenia ich zachowania.
Zdaniem twórców, nowa metoda obserwacji aktywności mózgowej ma o wiele szersze zastosowania, niż badanie myszy laboratoryjnych. Naukowcy twierdzą, że mogłaby pomóc w badaniach dot. choroby Alzheimera, autyzmu, czy też dokładnego zobrazowania zmian w synapsach postępujących wraz z procesem starzenia się. Choć nadal mówimy tu o badaniach z wykorzystaniem zwierząt – testy kliniczne na ludziach raczej się nie odbędą. No chyba, że znajdzie się ochotnik, który zgodzi się na drobną modyfikację swojego DNA.
