Gli scienziati hanno tracciato quasi contemporaneamente un milione di neuroni nel cervello di un topo

Un altro passo importante per la scienza e per la medicina.

I ricercatori sono stati in grado di monitorare simultaneamente un milione di neuroni diversi nel cervello dei topi, portando gli scienziati a compiere un notevole passo avanti verso la possibilità che un giorno potessero tracciare l’attività altamente complessa del cervello umano.

La chiave è un’innovazione chiamata “microscopia a sfere di luce”. migliorare l’attuale microscopia a due fotoni, utilizzando il laser per spostarlo a piedi nelle cellule viventi. Quando le cellule si illuminano, gli scienziati possono vedere come si muovono e interagiscono.

Utilizzando la microscopia a microsfere luminose, gli scienziati possono ottenere la velocità, le dimensioni e la risoluzione necessarie per mappare in dettaglio il cervello di un topo man mano che la sua attività neurale cambia. L’inseguimento semi-sincrono può continuare finché le sfere luminose possono rimanere illuminate.

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“Comprendere la natura della rete densamente interconnessa nel cervello richiede lo sviluppo di nuove tecniche di imaging in grado di catturare l’attività neurale in regioni cerebrali ampiamente distanziate ad alta velocità e con risoluzione di una singola cellula”  afferma il neuroscienziato Alipasha Waziri della Rockefeller University di New York.

“Dobbiamo catturare molti neuroni in parti distanti del cervello allo stesso tempo con alta precisione. Questi parametri sono quasi intercambiabili”.

In altre parole, le attuali tecniche di microscopia devono scegliere tra lo zoom in per ottenere abbastanza dettagli e perdere tutto ciò che sta accadendo, o lo zoom out per vedere l’intera immagine e perdere alcuni dettagli fini.

La microscopia a microsfere ottiche può superare queste limitazioni eliminando i tempi morti tra gli impulsi laser; Utilizzando una cavità a specchio, divide ogni potente impulso in 30 sotto-impulsi più piccoli di diversa intensità, che possono raggiungere diverse profondità mantenendo lo stesso livello di luminosità.

Ciò significa che più profondità possono essere visualizzate nello stesso impulso, offrendo agli scienziati una visione più profonda e veloce di ciò che sta accadendo. Gli scienziati hanno ora dimostrato una tecnica per tracciare un milione di neuroni alla volta nel cervello di un topo.

“Non c’è una buona ragione per cui non lo abbiamo fatto cinque anni fa”, afferma il ministro. “Era possibile, il microscopio e la tecnologia laser ci sono. Nessuno ci ha pensato”.

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Attraverso la microscopia a microsfere luminose, gli scienziati sperano di essere in grado di tracciare le interazioni tra le aree sensoriali, motorie e visive del cervello, non solo nei topi ma anche in altri animali.

Interpretare e comprendere l’attività neurale che viene registrata richiederà un altro passo avanti, ma il nuovo studio sta guidando l’idea di ciò che è possibile con questo tipo di analisi microscopica.

Quanto meglio possiamo vedere all’interno del cervello, tanto meglio possiamo imparare come funziona, che si tratti dell’interazione tra i singoli neuroni o di capire quali parti del cervello corrispondono a sentimenti ed emozioni.

“La microscopia a sfere di luce ci consentirà di indagare su problemi biologici in un modo che prima non era possibile”, afferma il ministro.

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