Оснащение мозга «супер-стетоскопом»
Китайские ученые впервые в мире успешно применили роботизированную систему активного пэтч-клампа для регистрации электрофизиологических сигналов нейронов у бодрствующих обезьян, что открывает новые возможности для крупномасштабных исследований мозга
Короткое резюме
Международная группа ученых под руководством профессора Чжао Синя из Нанькайского университета впервые в мире успешно зарегистрировала электрофизиологические сигналы нейронов у бодрствующих обыкновенных игрунок (обыкновенная игрунка, или белоухая игрунка) с помощью роботизированной системы активного пэтч-клампа. Результаты опубликованы в журнале «Микросистемы и наноинженерия».
Технология пэтч-клампа, удостоенная Нобелевской премии 1991 года, считается «золотым стандартом» в нейробиологии, позволяя «прослушивать» электрическую активность одиночных клеток. Однако ручное выполнение этой процедуры на бодрствующих животных чрезвычайно сложно из-за микровибраций мозга и требует высокой квалификации. Разработанная система автоматизирует ключевые этапы: фиксацию головы животного, динамическое отслеживание нейронов, 3D-визуализацию коры, планирование траектории движения электрода и само выполнение операции с точностью, сравнимой с работой хирурга.
Данное достижение демонстрирует практическую применимость китайских самостоятельно разработанных прецизионных научных приборов. Система уже была протестирована на мышах с моделью болезни Альцгеймера, что подтверждает ее широкий потенциал. Разработка значительно снижает технический порог для проведения пэтч-кламп исследований, делая возможным их крупномасштабное и высокоточное проведение на клеточном и субклеточном уровне для изучения механизмов мозга и заболеваний.
Историческое достижение
Впервые в мире роботизированная система активного пэтч-клампа успешно применена для регистрации сигналов нейронов у бодрствующего примата (обыкновенной игрунки)
Автоматизация сложного процесса
Система автоматизирует все этапы операции – от фиксации головы и визуализации до позиционирования, отслеживания и проведения измерения, что ранее требовало исключительного мастерства экспериментатора
Преодоление технических ограничений
Разработанные алгоритмы 3D-реконструкции коры, динамического отслеживания целей и планирования траектории позволяют эффективно компенсировать «сложную и турбулентную» среду мозга бодрствующего животного
Широкий потенциал применения
Система продемонстрировала эффективность на различных моделях (мыши, крысы, приматы) и может стать ключевым инструментом для крупномасштабных, стандартизированных исследований мозга, включая изучение нейродегенеративных заболеваний
Текст сгенерирован с использованием ИИ
