Ученые из Института исследований мозга при Швейцарской высшей технической школе Цюриха работают над созданием специального микроскопа, который поможет показать процессы, происходящие в мозге и более эффективно лечить нарушения обучаемости.
Современные исследования мозга под микроскопом начались около 150 лет назад. В XIX веке ученые впервые смогли визуализировать определенные участки мозга с помощью окрашивания отдельных клеток и световой микроскопии.
В XX веке были созданы электронные микроскопы с большим разрешением и модели, которые используют лазерный луч для послойного сканирования тканей и позволяют получать трехмерные изображения, а не срезы.
В настоящее время для исследования мозга используют многофотонные флуоресцентные микроскопы и микроскопы светового листа. При исследованиях также используется визуализация мозга, химическая модификация образцов мозга, которая делает их прозрачными, и компьютерные технологии, позволяющие обрабатывать большие объемы информации.
К световым микроскопам относится и микроскоп, разработанный цюрихскими учеными. Новый mesoSpim за несколько минут создает трехмерное изображение мозга мыши или образцов ткани человеческого мозга. Он позволяет рассмотреть отдельные нервные клетки и синапсы, длина которых — всего одна тысячная миллиметра.
Ученые стремятся отображать все более крупные участки мозга с большим разрешением. Это позволит рассмотреть все процессы, происходящие в органе, как единое целое. Исследователи хотят создать общую теоретическую модель функционирования мозга, чтобы изучить и исправить нарушения обучаемости.
Для исследования ученые применяют различные методы воздействия на активность клеток мозга: смотрят, как отключение того или иного гена влияет на решение задачи, оценивают, помогает ли стимуляция определенной области мозга лучше запоминать термины. Для исследования мозга людей ученые применяют фМРТ, для лабораторных мышей — генетические модификации и окрашивание клеток.
Швейцарские ученые уже смогли реконструировать мозг мухи как сеть всех нейронов со связями, они надеются в скором времени провести подобное моделирование мозга рыбок данио, а через 5−10 лет — мышей.
Ученые делятся своими достижениями с коллегами по всему свету: инструкциями по сборке последней версии пользуются больше 30 исследовательских институтов.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, как устроены лаборатории МГУ.
