Новая методика позволяет проводить долгосрочные исследования активности мозга

Билал Хайдер изучает, как несколько областей мозга работают вместе для визуального восприятия. Это может помочь исследователям понять, лежат ли "пробки" нейронной активности в основе всех видов нарушений зрения: от проезда на красный свет, когда зрительное внимание находится в другом месте, до пролития света на мозг, страдающий аутизмом.

Для проведения такой работы исследователям необходима надежная "карта" всех зрительных зон мозга с конкретными координатами для каждого уникального мозга. Для составления карты необходимо наблюдать и записывать данные активного, работающего мозга, что обычно означает создание окна в черепе для наблюдения за активностью кровотока.

Команда Хайдера разработала лучший подход - новый метод, который более стабильно и позволяет проводить более долгосрочные исследования. Доцент кафедры биомедицинской инженерии имени Уоллеса Х. Коултера в Технологическом институте Джорджии и Университете Эмори объясняет, как это сделать, в статье, опубликованной в феврале в журнале Scientific Reports.

Чтобы получить четкое изображение зрительной сети мозга, лаборатория Хайдера использует уже известный метод, называемый визуализацией кровотока, который отслеживает содержание кислорода в крови, измеряя активные и неактивные участки мозга мыши, пока животное рассматривает зрительные стимулы.

Для получения сильного сигнала кровотока исследователи обычно создают черепное окно, истончая череп или полностью удаляя его часть. Эти процедуры могут снизить стабильность в бодрствующем, пульсирующем мозге - неблагоприятные условия для тонких электрофизиологических измерений, проводимых в тех же зрительных областях после визуализации.


Новая система черепного окна, разработанная командой, позволяет получать высококачественные изображения кровотока и стабильные электрические записи в течение недель или даже месяцев. Секрет заключается в хирургическом клее под названием Vetbond, который содержит цианоакрилат, то же соединение, что и клей Krazy Glue, и крошечном стеклянном окошке.

По сути, тонкий слой клея наносится на череп с помощью микропипетки, а сверху помещается изогнутая стеклянная крышка. Цианоакрилат создает эффект "прозрачного черепа". Команда Хайдера разработала новую систему окон, а затем проверила точность полученных визуальных карт мозга.


Подход Хайдера поможет его команде достичь своих больших целей - измерить активность нейронов в зрительных путях мозга и понять, как нейронные пробки снижают наше зрительное внимание, и как эти процессы могут способствовать нарушениям зрения у людей с аутизмом. Эта работа получает новый импульс благодаря недавней поддержке Инициативы по исследованию аутизма Фонда Саймонса.

Хайдер говорит, что для правильного изучения функций мозга необходимы повторяющиеся измерения нейронной активности, поэтому он сделал новую оконную систему общедоступной.