Wissenschaftler entwickeln eine neue Methode zu finden, um Licht in das Gehirn
Forscher vom Istituto Italiano di Tecnologia (IIT) und der Universität von Salento, sowohl in Lecce, Italien, und an der Harvard Medical School in Boston entwickelt haben, eine neue Licht-basierte Methode zum erfassen und lokalisieren das Epizentrum der neuronalen Aktivität im Gehirn.
Der Ansatz, beschrieben in Nature Methods, legt den Grundstein für neue Möglichkeiten, um anzeigen von verbindungen zwischen verschiedenen Hirnregionen—eine Fähigkeit, die einem ermöglichen die Entwicklung von Geräten zur Bild-Bereiche des Gehirns und sogar zu behandeln Bedingungen, die das entstehen von Störungen in Zellen, die innerhalb dieser Regionen, so die Forscher.
Die Arbeit wurde unter Leitung von Ferruccio Pisanello am IIT, Massimo De Vittorio am IIT und die Universität von Salento, und Bernardo Sabatini, die Alice und W. Rodman Moorhead III Professor von Neurobiologie in der Blavantik Institute an der Harvard Medical School.
Eine der zentralen Herausforderungen in der modernen Neurowissenschaft ist die Aufnahme der Austausch von Informationen zwischen den Regionen des Gehirns, sowie zwischen zellarten. Die neue Methode löst diese Herausforderung, indem Sie erlaubt die gleichzeitige Erfassung von Signalen aus verschiedenen Regionen des Gehirns durch die Verwendung einer sich verjüngenden optischen Sonde.
Die Studie stellt die erste Instanz erfolgreich mit Licht zu entschlüsseln, die Aktivität von spezifischen neuronalen Populationen sowie die manipulation von Hirnregionen, die mit der Verwendung einer einzigen Sonde. Der Ansatz basiert darauf, dass fluoreszierende Moleküle, die in bestimmten Nerv Zellen, um zu verfolgen Ihre elektrische Aktivität und zur Messung der Ebene der Neurotransmitter—Moleküle, die als Chemische Botenstoffe über die Neuronen.
Um dies zu erreichen, das team verwendet eine optische Faser, die in der Form eines schmalen Kegels mit einer Spitze so Dünn und so präzise, dass es für den Fang von Licht von einzelnen Neuronen entlang Regionen so lange wie 2 mm (0.07 inch).
Die Forscher eingefügt, die Licht-sensing-Sonde innerhalb des striatum, einer region des Gehirns beteiligt in der Planung Bewegungen, und verwendet es, um zu verfolgen, die die Ausschüttung von Dopamin, eine kritische neurotransmitter beteiligt an Motorischer Kontrolle, die spielt auch eine wichtige Rolle in der Entstehung von Erkrankungen wie Parkinson, Schizophrenie und depression.
Das Gerät erfolgreich eingefangen neuronale Aktivität in spezifischen sub-Regionen des striatum an der Freisetzung von Dopamin in bestimmten Verhaltensweisen.