Инженеры разработали высокоточный оптический зонд для изучения человеческого мозга

28 декабря 2023, 14:04

Источник:

Photonics

Исследователи из Массачусетского университета в Амхерсте представили революционную разработку в области оптогенетики – высокоточный оптический зонд, предназначенный для контроля активности мозга. Этот новый класс зондов использует крошечные светодиоды (LED) на своем наконечнике для модуляции активности нейронов путём угнетения или возбуждения сигналов в нервных тканях мозга.

Оптогенетика, научная дисциплина, которой почти два десятилетия опирается на модификацию генов нейронов для создания оптического канала для возбуждения и торможения. Используя свет определенной длины волны, учёные могут манипулировать активностью нейронов.

А между тем Ученые разработали синаптический транзистор для имитации работы человеческого мозга

Синаптический канал, отвечающий за нормальную передачу мозговой активности, остается незатронутым, создавая контролируемую среду для регулирования нервных реакций.

Как работает зонд

В отличие от большинства существующих зондов в оптогенетике, излучающих свет одного цвета, чтобы подавлять или возбуждать активность нейронов, команда Массачусетского университета в Амхерсте разработала чрезвычайно маленький двухцветный зонд размером 0,2 мм в ширину и 0,05 мм в толщину.

Кончик оптогенетического зонда имеет ширину около 0,2 миллиметра и толщину 0,05 миллиметра. / Фото photonics

Благодаря красному микросветодиоду и синему микросветодиоду на кончике, зонд может как подавлять, так и возбуждать находящиеся под его влиянием нейроны, предоставляя исследователям инструмент для быстрого определения функций определенных групп нейронов.

Как это поможет на практике

Применение этой новой технологии распространяется на медицинскую сферу, в частности, на изучение и лечение таких расстройств, как эпилепсия. Ингибирование нейронов, функция, обеспечивающая зонд, обычно используется для подавления эпилептических приступов. Сосредоточенность команды на мышах, для которых разработаны зонды, обещает углубить наше понимание неврологических механизмов и способствовать улучшению методов лечения различных расстройств.

Ожидается, что разработка все более точных зондов с расширенной функциональностью углубит наше понимание структуры мозга и сложной работы его разных отделов. В области, где сохраняется неопределенность, эта инновационная технология может проложить путь к разгадке тайн мозга, сравнимый с картографированием неисследованных территорий на нашей планете.