Светящиеся нейроны позволили ученым наблюдать за работой мозга в реальном времени
Новый инструмент биолюминесцентной визуализации CaBLAM позволяет нейронам светиться самостоятельно, обеспечивая длительное и детальное наблюдение за активностью мозга без вредных внешних воздействий
Короткое резюме
Ученые из Центра биолюминесценции Университета Брауна представили новый инструмент для визуализации активности мозга — CaBLAM (Ca2+ BioLuminescence Activity Monitor). Эта молекулярная конструкция позволяет нейронам самостоятельно генерировать свет в ответ на изменение уровня кальция, что является индикатором их активности. В отличие от традиционных флуоресцентных методов, требующих вредного для тканей лазерного облучения, биолюминесценция не вызывает фотоповреждения и фотоблекния, что делает возможным непрерывную запись активности отдельных клеток в течение многих часов.
CaBLAM решает ключевые проблемы флуоресцентной микроскопии: отсутствие необходимости во внешнем источнике света устраняет фоновый шум и рассеивание, обеспечивая более четкое и контрастное изображение даже в глубоких слоях мозга. В исследовании на мышах и рыбках данио была продемонстрирована возможность наблюдения за активностью отдельных нейронов и даже их субклеточных компартментов в течение пяти часов. Этот подход позволяет изучать сложное поведение и процессы обучения с меньшим количеством аппаратуры и меньшим вмешательством.
Разработка открывает новые горизонты в нейробиологии и за ее пределами. Инструмент потенциально может быть использован для одновременного отслеживания активности в разных частях тела. Работа стала результатом масштабной коллаборации более 30 ученых из нескольких университетов и знаменует значительный шаг в создании более безопасных и эффективных методов изучения живых систем. В дальнейшем команда планирует развивать технологии, позволяющие нейронам общаться с помощью света и регулировать клеточную активность с помощью кальция.
Преимущество перед флуоресценцией
Биолюминесцентный метод CaBLAM не требует внешнего облучения, исключая фотоповреждение клеток, фотоблекние и фоновый шум, что обеспечивает более четкие и продолжительные записи
Длительное наблюдение за отдельными нейронами
Инструмент позволяет впервые регистрировать активность отдельных нейронов и их частей в живом организме непрерывно в течение многих часов (показано 5 часов), что невозможно при флуоресцентных методах
Практическая эффективность
CaBLAM успешно работает на модельных организмах (мыши, рыбки данио), обеспечивая высокоскоростную визуализацию и упрощая экспериментальную установку за счет отсутствия сложных лазерных систем
Широкий потенциал применения
Технология открывает возможности не только для нейробиологии, но и для изучения активности в других тканях и органах, а также для создания новых способов коммуникации между клетками с помощью света
Текст сгенерирован с использованием ИИ
