哺乳動物的大腦是人體中最復雜的器官
哺乳動物的大腦是人體中最復雜的器官,能夠同時處理數(shù)千種刺激,以分析模式,預測變化并產(chǎn)生高度測量的作用。大腦在幾分之一秒之內(nèi)如何完成所有這些工作仍然是未知的。
可以在個體神經(jīng)元水平上探測大腦的植入物尚未廣泛用于研究人員。在日常情況下身體運動時研究神經(jīng)元活動變得更加困難,因為監(jiān)視設備通常需要將研究參與者連接到控制站的電線。
亞利桑那大學,喬治華盛頓大學和西北大學的研究人員創(chuàng)建了一種超小型,無線,無電池的設備,該設備使用光來記錄單個神經(jīng)元,以便神經(jīng)科學家可以看到大腦的工作方式。該技術在《美國國家科學院院刊》上的一項研究中進行了詳細介紹。
“作為生物醫(yī)學工程師,我們正在與神經(jīng)科學領域的合作者合作,以改善工具以更好地理解大腦,特別是當我們穿越周圍的世界時,這些個體神經(jīng)元(即大腦的組成部分)如何相互影響。”研究作者亞歷克斯·伯頓(Alex Burton)是亞利桑那大學生物醫(yī)學工程博士學位的學生,也是古特魯夫?qū)嶒炇?Gutruf Lab)的成員。
這款微小的無線無電池設備可以記錄單個神經(jīng)元的活動。圖片來源:亞利桑那大學古特魯夫?qū)嶒炇?/p>
該過程首先涉及用一種染料著色特定的神經(jīng)元,該染料的亮度取決于活性。然后,該設備向染料照射光,使神經(jīng)元的生化過程可見。該設備使用僅比人類頭發(fā)稍寬的探針捕獲變化,然后直接讀取神經(jīng)元活動的信息,并將信息無線傳輸給研究人員。
伯頓說:“該設備比單個M&M小,重量只有其二十分之一。”
該設備可以很小,甚至可以像一張紙一樣靈活,因為它不需要電池。它從設備上的微型天線收集的外部振蕩磁場中收集能量。這使研究人員無需使用限制性設備即可研究大腦活動,并為神經(jīng)科學家提供了一個平臺,使他們能夠洞悉大腦的基礎機制。
研究高級作者菲利普·古特魯夫(Philipp Gutruf)說:“在創(chuàng)建設備時,我們使用了易于獲得且價格便宜的材料和方法,以使科學界能夠大規(guī)模地使用該工具。”生物醫(yī)學工程系的成員,也是該大學BIO5研究所的成員。“我們希望這項技術能夠在對抗神經(jīng)退行性疾病(例如阿爾茨海默氏癥和帕金森氏癥)方面有所作為,并為諸如疼痛,成癮和抑郁癥等生物學機制提供啟發(fā)。”本文來源:購團幫
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