在大脑的内部工作
哺乳动物的大脑是体内最复杂的器官,能够同时处理数千个刺激以分析模式,预测变化并产生高度测量的作用。大脑如何完成所有这些(一秒钟的部分)仍然未知。
可以在单个神经元水平上探测大脑的植入物不能为研究人员广泛使用。研究神经元活动虽然身体在日常环境中运动更加困难,因为监视设备通常涉及将研究参与者连接到控制站的电线。
亚利桑那大学,乔治华盛顿大学和西北大学的研究人员创建了一个超小型,无线,无电池设备它使用光记录单个神经元,以便神经科学家可以看到大脑的工作原理。该技术在一项研究中详细介绍了美国国家科学院论文集。
“作为生物医学工程师,我们正在与神经科学的合作者合作,以改善工具,以更好地了解大脑,特别是这些个别神经元(大脑的基础)如何在我们周围的世界中互相互动。”研究作者亚利桑那大学亚历克斯·伯顿(Alex Burton)生物医学工程博士生和古特鲁夫实验室的成员。
该过程首先涉及用染料着色的选择神经元,该神经元根据活性而变化。然后,设备在染料上发光,使神经元可见的生化过程。该设备使用探针捕获变化,仅比人的头发稍宽,然后对神经元的活动进行直接读数,并将信息无线传输给研究人员。
伯顿说:“该设备比单个M&M小,重量只有二十分之一。”
该设备可能很小,甚至像一张纸一样灵活,因为它不需要电池。它从设备上的微型天线收集的外部振荡磁场中收集能量。这使研究人员可以在不使用限制性设备的情况下研究大脑活动,并为神经科学家提供一个平台,以深入了解基础机制脑。
“在创建设备时,我们使用了容易获得且足够便宜的材料和方法,以实现该工具的大规模改编科学界”研究高级作家菲利普·古特鲁夫(Philipp Gutruf)说,领导古特鲁夫实验室(Gutruf Lab),是生物医学工程学的助理教授,也是该大学的Bio5研究所成员。对生物学机制(例如疼痛,成瘾和抑郁症)进行启示。”
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