写于 2017-04-02 01:20:08| 金沙平台| 总汇

斯坦福大学的科学家已开发出一种观察活体小鼠实时大脑活动的技术

这种新工具可用于对抗神经退行性疾病,如阿尔茨海默氏症

当老鼠探索竞技场时,大脑中的神经元在识别出熟悉的斑点时会闪烁绿色

由Mark Schnitzer提供如果你想阅读老鼠的想法,它需要一些荧光蛋白和一个植入啮齿动物头部的微小显微镜

斯坦福大学的科学家们已经展示了一种技术,可以实时观察数百个在活鼠体大脑中发射的神经元,并将这种活动与长期信息存储联系起来

这项前所未有的工作可以为研究阿尔茨海默氏症等神经退行性疾病的新疗法提供有用的工具

研究人员首先使用基因治疗方法使小鼠的神经元表达绿色荧光蛋白,该蛋白被设计为对钙离子的存在敏感

当神经元发射时,细胞会自然地充满钙离子

钙刺激蛋白质,导致整个细胞发出亮绿色荧光

一个微小的显微镜植入在鼠标海马上方 - 大脑的一部分,对空间和情景记忆至关重要 - 捕获大约700个神经元的光

显微镜连接到相机芯片,相机芯片将数字版本的图像发送到计算机屏幕

然后计算机显示鼠标大脑活动的近实时视频,因为鼠标在一个小外壳周围运行,研究人员将其称为竞技场

神经元的发射看起来像微小的绿色烟花,在黑色背景下随机爆破,但科学家们在混乱中破译了清晰的模式

“我们可以通过观察这些灯来确定鼠标在竞技场中的位置,”生物学和应用物理学副教授,论文资深作者Mark Schnitzer最近发表在“自然神经科学”杂志上

当鼠标在竞技场的某个区域刮擦墙壁时,特定的神经元会发射并闪烁绿光

当鼠标窜到不同的区域时,来自第一个神经元的光线消失,一个新的细胞发出火花

“海马体对动物在其环境中的位置非常敏感,不同的细胞对竞技场的不同部位做出反应,”Schnitzer说

“想象一下,走在你的办公室

当你靠近桌子时,海马体中的一些神经元会亮起,而当你靠近椅子时,其他神经元会发光

这就是你的大脑如何制作一个代表性的空间图

“该小组发现,即使在实验之间经过一个月,老鼠的神经元也会以相同的模式发射

“返回并观察相同细胞的能力对于研究进行性脑部疾病非常重要,”Schnitzer说

例如,如果测试小鼠中的特定神经元由于正常的神经元死亡或神经退行性疾病而停止运作,研究人员可以应用实验性治疗剂,然后将小鼠暴露于相同的刺激,以查看神经元的功能是否恢复

尽管该技术不能用于人类,但小鼠模型是人类神经退行性疾病新疗法的常见起点,Schnitzer认为该系统可能是评估临床前研究的非常有用的工具

这项工作于2月10日在Nature Neuroscience的在线版上发表

研究人员组建了一家制造和销售该设备的公司

出版物:Yaniv Ziv等,“CA1海马位置代码的长期动力学”,Nature Neuroscience 16,264-266(2013); doi:10.1038 / nn.3329消息来源:斯坦福大学Bjorn Carey新闻图片: