Миниатюрный микроскоп фиксирует сигналы напряжения в реальном времени у бодрствующих животных

Исследователи создали миниатюрный и лёгкий микроскоп, который регистрирует нейронную активность с беспрецедентной скоростью и может использоваться на свободно движущихся животных. Новый инструмент может дать учёным более полное представление о том, как клетки мозга обрабатывают информацию в процессе естественного поведения. Микроскоп предназначен для получения изображений генетически закодированных индикаторов напряжения — флуоресцентных красителей, которые быстро меняют яркость при активации нейрона — через небольшое окно в черепе, когда животное бодрствует. «В отличие от большинства миниатюрных микроскопов, отслеживающих более медленные сигналы кальция, наш регистрирует электрические импульсы со скоростью в сотни кадров в секунду», — сказала Эмили Гибсон из медицинского кампуса Аншутц Университета Колорадо. «Это позволяет запечатлеть момент активации нейрона, а также более тихие сигналы, накапливающиеся внутри нейронов перед активацией». В журнале Biomedical Optics Express исследователи описывают новый микроскоп , предназначенный для регистрации очень слабых изменений яркости. В экспериментах на мышах они показывают, что он может регистрировать напряжение, близкое к тому, что получают с помощью стандартного широкопольного микроскопа, надежно измеряя активность отдельных нейронов. «Фиксируя эти подробные паттерны напряжения в различных частях мозга, наш микроскоп позволяет напрямую исследовать, как тонкие электрические сигналы влияют на синхронизацию активности мозга, например, на пространственную навигацию в гиппокампе», — сказал Гибсон. «Более глубокое понимание того, как нейронные цепи управляют поведением и познавательными процессами, может привести к появлению новых методов лечения различных неврологических расстройств и нейродегенеративных заболеваний». Отслеживание динамики потенциала действия Изменения напряжения в мозге обусловлены потоком ионов через мембраны нейронов, создавая быстрые электрические сигналы, называемые потенциалами действия. Процесс начинается с небольших изменений напряжения, которые в конечном итоге достигают порогового значения, запуская цепную реакцию, которая вызывает приток ионов натрия, а затем выталкивание ионов калия. Это создаёт «всплеск» потенциала действия, распространяющийся по нейрону. Наблюдение за этими изменениями напряжения может дать новое представление о том, как ведут себя нейронные цепи мозга при таких задачах, как обучение и формирование воспоминаний. Однако, поскольку они происходят всего за миллисекунды, изменения напряжения сложно зафиксировать без использования тяжёлых или громоздких оптических компонентов. «Мы сделали большой шаг к преодолению этих ограничений, разработав компактную и эффективную оптическую систему с высокой числовой апертурой и соединив ее с высокоскоростным датчиком для надежного обнаружения всплесков потенциала действия», — отметила соавтор Джульет Гопинат из Университета Колорадо в Боулдере. «Наш микроскоп позволяет регистрировать как быстрые электрические импульсы, так и более мелкие подпороговые изменения напряжения, возникающие внутри нейронов у свободно движущихся животных». Улавливание тонких изменений Чтобы увеличить количество собираемого света до уровня, достаточного для регистрации едва заметных изменений яркости флуоресценции, исследователи разработали специальную оптическую систему, обеспечивающую числовую апертуру 0,6 в компактном формате. Они также оснастили её компактной высокоэффективной камерой, способной получать изображения со скоростью около 500 кадров в секунду, что достаточно для захвата миллисекундных временных интервалов потенциалов действия. Получившийся микроскоп, названный MiniVolt, имеет поле зрения 250 микрон, рабочее расстояние 1,3–1,6 мм и общий вес 16,4 г. Команда Гибсона также работала с нейробиологами, чтобы соединить микроскоп с новейшим индикатором напряжения Voltron2, который более стабилен и обеспечивает более выраженные изменения флуоресценции в ответ на напряжение, чем предыдущие индикаторы напряжения. Для тестирования микроскопа исследователи сравнили записи напряжения у бодрствующих мышей с фиксированной головой, полученные с помощью MiniVolt, с данными, полученными с помощью настольного микроскопа для визуализации напряжения. MiniVolt получал изображения пиков напряжения in vivo с помощью Voltron2 с отношением пика напряжения к шуму более 3 при частоте 530 кадров в секунду. Это означает, что амплитуда каждого пика напряжения более чем в три раза превышала фоновый шум, что сопоставимо с качеством сигнала настольного микроскопа. Сейчас исследователи работают над уменьшением веса микроскопа, который уже совместим с получением изображений на свободно движущихся крысах, чтобы его можно было использовать на свободно движущихся мышах – важной модели для изучения многих заболеваний человека. Они также хотят расширить поле зрения MiniVolt, которое ограничено размером источника света, а не оптической конструкцией.

Сообщает android-robot.com

Новость из рубрики:

Поделиться новостью: Поделиться новостью в Facebook Поделиться новостью в Twittere Поделиться новостью в VK Поделиться новостью в Pinterest Поделиться новостью в Reddit

Топ новости часа

17:28, 22 Сен Мини-микроскоп позволяет получать 3D-изображения мозга свободно движущихся мышей в реальном времени Исследователи из Калифорнийского университета в Дэвисе создали миниатюрный микроскоп для неинвазивной визуализации активности мозга мышей с высоким р...

19:28, 27 Окт Мошенники начали подделывать голоса во время звонка в реальном времени Специалисты по кибербезопасности из NCC Group выяснили, что современные ИИ-технологии позволяют воспроизвести голос любого человека в режиме реальног...

Интерфейс мозг-компьютер декодирует китайский язык по нейронным сигналам в реальном времени 05:28, 15 Ноя Интерфейс «мозг-компьютер» декодирует китайский язык по нейронным сигналам в реальном времени Исследователи из Шанхая сообщили в исследовании, недавно опубликованном в журнале Science Advances, что им удалось успешно декодировать мандаринский ...

03:28, 06 Окт Новое устройство позволяет контролировать молекулы ДНК с помощью электрических полей в реальном времени Учёные из Департамента физики Макгиллского университета (McGill's Department of Physics) создали устройство, способное захватывать и исследовать ...

13:28, 24 Авг Boston Dynamics научила робота Atlas выполнять сложные задачи по команде в реальном времени Boston Dynamics представила впечатляющий скачок в разработке человекоподобных роботов, показав на примере робота Atlas, как искусственный интеллект п...

Миниатюрный спутник Геоскана начал отслеживать морской трафик 18:28, 20 Окт Миниатюрный спутник «Геоскана» начал отслеживать морской трафик Спутник «ИнноСат3» приступил к целевой работе по тестированию приемников автоматической идентификационной системы (АИС) разработки «...

19:28, 05 Дек Оптоволокно фиксирует подледные волны во фьордах — Science&Vie Под толщей арктических льдов происходит скрытая и почти беззвучная работа огромных сил. Каждое падение айсберга запускает серию внутренних волн, наст...

17:28, 24 Дек Сеть магазинов restore: фиксирует высокий спрос на премиальные гаджеты с ИИ в предновогоднем сезоне Фото freepik Сеть магазинов техники и электроники restore: подводит первые итоги ключевого для ритейла предновогоднего периода и отмечает формировани...

17:28, 09 Окт Эксперт рассказала, как уберечь домашнюю технику от скачков напряжения Российские электросети нередко страдают от нестабильного напряжения. Перепады температуры весной и осенью, а также жара и мороз зимой приводят к пере...

09:28, 18 Дек Эксперт дал советы по выбору ИБП, чтобы техника не сгорела при скачке напряжения При покупке источника бесперебойного питания (ИБП) приходится разбираться в большом количестве моделей. Они различаются по мощности, времени работы о...

15:28, 02 Ноя Таиланд и Камбоджа снова на линии напряжения: где всё ещё можно найти оазис покоя Таиланд вновь оказался в центре внимания туристического сообщества: сразу после громких заявлений о перемирии с Камбоджей власти Королевства ввели но...

11:28, 02 Сен Крипторынок продолжает посылать тревожные сигналы Влияние на рынок:2Картина рынкаКапитализация крипторынка снизилась на 3.4% за последние семь дней до $3.74 трлн. – минимального уровня за три с...

15:28, 15 Окт Последние дни кошки: как распознать 7 прощальных знаков - четкие сигналы тем хозяевам, кто умеет их читать Последние дни кошки: как распознать 7 прощальных знаков - четкие сигналы тем хозяевам, кто умеет их читать Кошки не умеют говорить о своих переживани...

15:28, 29 Окт Последние дни кошки: как распознать 7 прощальных знаков - любимец подает точные сигналы тем, кто умеет их читать Последние дни кошки: как распознать 7 прощальных знаков - любимец подает точные сигналы тем, кто умеет их читатьЕсть вещи, о которых не говорят вслух...

13:28, 07 Дек Так кошка прощается с хозяином навсегда: распознать эти знаки очень легко - яркие сигналы тем, кто умеет их читать Прогород Знаки, которые подает кошка перед смертью, читаются легко — если знать, куда смотреть. Она не скажет «прощай» словами, но её поведение кричи...

19:28, 19 Окт Военные спутники SpaceX передавали данные на «неправильных» частотах — радиолюбитель из Канады случайно поймал секретные сигналы Любитель спутникового трекинга Скотт Тилли (Scott Tilley) из Британской Колумбии во время наблюдений из дома случайно обнаружил, что несколько засекр...

14:28, 26 Окт Кошка прощается с хозяином навсегда: увидеть такие знаки очень просто- четкие сигналы тем, кто умеет их правильно считать Кошка прощается с хозяином навсегда: увидеть такие знаки очень просто- четкие сигналы тем, кто умеет их правильно считатьКошки — существа тонкие и за...

14:28, 29 Дек Какие опасности ждут домашних животных в праздничные дни Ёлка, гости и еда со стола: чем праздники реально опасны для домашних животных. Праздники — это огоньки, гости, запахи еды и ощущение радости. Но для...

03:28, 07 Сен Предупреждения животных: как понять, что вы вторглись на территорию дикого зверя Походы, сафари и кемпинг дарят свободу и яркие впечатления. Но нужно помнить: человек в таких местах — лишь гость. Здесь живут животные, и у них есть...

08:28, 26 Окт DJI Osmo Mobile 8 представлен официально с панорамированием на 360° и отслеживанием животных Компания DJI представила новый стабилизатор Osmo Mobile 8 — обновлённую версию популярной серии, предназначенную для мобильных видеографов и контентм...

00:28, 10 Окт Чем опасен самовыгул животных: реальные последствия, о которых вы не догадывались Свобода, которая убивает: самовыгул опасен для собак и кошек. Свежий воздух полезен всем — и людям, и животным. Но когда хозяин решает отпустить свое...

05:28, 29 Ноя Учёные обнаружили, что микропластик опасен для кишечника сельскохозяйственных животных Согласно результатам международного исследования, микропластик влияет на работу кишечника крупного рогатого скота и нарушает её. Все выводы опубликов...

02:28, 08 Окт В одной из курских библиотек отметили Всемирный день защиты животных В игротеке «Семейное место» на базе Курской областной библиотеки детей и юношества воспитанников детского сада и их родителей ждала не то...

21:28, 20 Авг "Зима в Москве": продолжается прием подарков для бойцов СВО, детей и животных До 28 февраля волонтеры проекта "Москва помогает" принимают подарки для участников СВО, детей из новых регионов России и животных в почти 30 "Домиках...

09:28, 25 Дек Северные истории. Николай Дроздов озвучил сборник сказок про животных Пятый сборник народных «Сказок Севера» обрел голос, знакомый с детства миллионам россиян. Ведущий программы «В мире животных» Николай Дроздов выступи...

15:28, 30 Авг Кто на самом деле быстрее гепарда: рекорды скорости в мире животных Самое быстрое животное — гепард, — скажете вы, и будете одновременно правы и не правы. Скорость в мире животных — вопрос выживания. Одни убегают от х...

13:28, 04 Окт Любовь и забота: как столичные цифровые проекты помогают поддерживать животных Ежегодно 4 октября отмечается Всемирный день защиты животных. В эту дату принято проводить просветительские акции и мероприятия, чтобы привлечь внима...

01:28, 19 Авг "Помните про Гитлера". Ксения Собчак заявила, что не любит домашних животных Ксения Собчак заявила, что не любит домашних животных и назвала наличие питомцев "одним из главных ред флагов" в отношениях. В своём телеграм-канале ...

23:28, 12 Авг В США выделили 100 миллионов долларов на борьбу с мухами, поедающими животных заживо Американская мясная муха (Cochliomyia hominivorax) питается только живым мясом, а не падалью Недавно я наткнулся на новость о том, что США закрыли юж...

08:28, 11 Окт В Госдуме захотели ввести лимит на количество домашних животных в квартирах Новые нормы (если их одобрят) будут действовать по всей России, при этом регионы смогут вводить дополнительные, более строгие требования. Рассказывае...

17:28, 25 Авг Ученые назвали возраст, после которого не стоит заводить животных - в чем причина Ученые назвали возраст, после которого не стоит заводить животных - в чем причина Обсуждения на эту тему возникают регулярно. И ладно бы об этом заду...

22:28, 19 Авг Каких животных запретили держать дома по закону с 1 сентября 2025 года — проверьте, нет ли их у вас Запрещённые животные: рассказываем, кого теперь нельзя держать дома. С 1 сентября 2025 года россиянам официально запрещают заводить дома ряд диких и ...

07:28, 27 Дек «МЧС» для хвостиков: спасатели животных из Петербурга рассказали Metro самые запоминающиеся случаи 2025 года Всё началось 16 лет назад с уличного кота, для которого дерево стало ловушкой. – 24 сентября 2009 года кот сидел на дереве. Животное снимали тр...

15:28, 21 Дек Депутат "Единой России" Антон Рудаков проверил ход ремонта в приюте для безнадзорных животных "Помощь бездомным собакам" Депутат фракции "Единой России" в парламенте Северной столицы, региональный координатор партийного проекта "Защита животного мира" Антон Рудаков вмес...

13:28, 27 Ноя В России назвали блокировку WhatsApp* «делом времени» Зампред комитета Госдумы по экономполитике Артём Кирьянов считает, что судьба WhatsApp* в России предрешена. По его словам, постоянные сбои, утечки д...

21:28, 26 Ноя Сколько времени можно проводить ребенку с гаджетами? Малыши до двух лет: мир — это не экранДошкольники (2–5 лет): качество важнее количестваШкольный возраст и подростки: правила вместо таймераА влияет л...

18:28, 24 Авг В одной минуте не 60 секунд, или что о времени рассказали ученые Эксперты науки совершили важное открытие. Ранее считалось, что течение времени запустилось при Большом взрыве около 13,8 миллиардов лет назад. Теперь...

01:28, 17 Авг Названы 4 способа для увеличения времени работы смартфона без подзарядки Удалив неиспользуемые приложения, выключив NFS, GPSГлонасс, bluetooth и wi-fi можно сберечь до 30% батареи, уверяет Арсений Щельцин. Гендиректором АН...

21:28, 17 Ноя Аналитики подготовили обзор эволюции форматов капсул времени Идея передать что-то людям будущего звучит почти романтично, но за ней стоит куда более приземлённый интерес: желание сохранить след в эпохе, зафикси...

17:28, 19 Сен «Трёхглазые мутанты» захватят рынок смартфонов в скором времени Ужасно-некрасивый iPhone 11 – это лишь вершина айсберга ущербного дизайна в погоне за мегапикселями. Технический ритейлер «Связной»...

16:28, 05 Дек Жеребьевка группового этапа ЧМ‑2026 начнется в 20:00 по московскому времени Сегодня, 5 декабря, в Вашингтоне состоится жеребьевка группового этапа чемпионата мира-2026. Церемония начнется в 20:00 по московскому времени. Пряму...

06:28, 26 Сен Учёные подсчитали, сколько времени за жизнь мы тратим на моргание Задумывались ли вы, сколько времени в день мы тратим на привычные действия? Ну, например, на моргание или зевание. Вот что об этом говорят результаты...

12:28, 27 Ноя Мужчины тратят столько же времени на маркетплейсах, сколько женщины – Билайн Фото: пресс-служба БилайнаПользователи Билайна занимаются онлайн-шопингом в приложениях маркетплейсов преимущественно в обеденное время – с 12 до 14 ...

20:28, 02 Окт Учёные обнаружили, что наш мозг большую часть времени работает на автопилоте Согласно результатам нового исследования, привычки управляют нами в повседневной жизни. Но они всё равно могут помочь в достижении целей. В новой ста...

05:28, 10 Сен Изгнание из пантеона: «Капсулу времени» ВАЗ-2109 назвали бессмысленной и неинтересной Время «капсул» прошло. Легендарным «Девяткам» больше не «поклоняются». ВАЗ-2109 для выходца из СССР – это о...

06:28, 10 Авг Самая странная теория времени: часы идут вспять — и это не фантастика Время может идти не только вперед, но и назад На уровне обыденной жизни время кажется незыблемым — прошлое остается позади, настоящее ускользает, а б...

16:28, 22 Сен Морская капсула времени: в США найдены обломки затонувшего 139 лет назад корабля Почти полтора века шхуна F.J. King считалась одной из самых загадочных легенд Великих озер в в США. Ее называли «кораблем-призраком»: пос...

16:28, 11 Окт Гнёзда превратились в капсулы времени: археологи нашли то, что не смогли бы сохранить люди Когда орнитологи отправились изучать старые гнёзда бородачей — редких горных ястребов, — они ожидали увидеть следы древних перьев и костей. Но вместо...

16:28, 07 Янв Свежее фото с Марса: Perseverance заснял мегарябь — марсианскую «капсулу времени» Команда марсохода Perseverance опубликовала одно из самых подробных на сегодняшний день наблюдений так называемых эоловых мегарябей — гигантски...

03:28, 02 Дек Блокировка — «дело времени». Россияне массово жалуются на сбои в работе WhatsApp* 1 декабря жители РФ массово пожаловались на сбои в работе WhatsApp*. Больше всего проблем возникло у пользователей из Москвы, Новосибирской области, ...

22:28, 16 Окт "Времени на жалость к себе нет". Регина Тодоренко раскрыла свой вес после третьих родов Регина Тодоренко, которая в конце сентября стала мамой в третий раз, рассказала, сколько весит после родов.В своём телеграм-канале Регина опубликовал...

09:28, 08 Окт Легенда, неподвластная времени: Почему россияне до сих пор покупают ВАЗ-2101, несмотря на солидный возраст Российский седан не потеряет свою актуальность спустя еще долгие годы. Наверняка каждый автолюбитель свою водительскую карьеру начинал с ВАЗ-2101, и ...

00:28, 15 Сен Уничтожить Европу — дело времени: Италия может войти в состав Российско-Китайского альянса ЕС игнорирует проблемы Италии, в то время как РФ предоставляет помощь. Европейский Союз, казалось бы, должен помогать станам-участницам, но в моменты...

01:28, 30 Сен «Лаборатория Касперского»: в даркнете предлагают услуги по созданию видео- и аудиодипфейков в режиме реального времени Эксперты Kaspersky GReAT обнаружили на теневых площадках объявления с предложениями по созданию видео- и аудиодипфейков в реальном времени. Судя по о...

02:28, 12 Дек СберИнвестиции вернули в App Store под названием Petfolio. Есть немного времени, чтобы скачать его на iPhone Вслед за обычным приложением Сбера, банк вернул в App Store еще одно — СберИнвестиции для iPhone под названием Petfolio. Вряд ли оно долго пров...

09:28, 21 Окт Прозрачный носимый монитор предупреждает в режиме реального времени о чрезмерном воздействии солнечного света Южнокорейские учёные представили прозрачный носимый датчик, который в режиме реального времени отслеживает воздействие ультрафиолетового излучения ти...

17:28, 16 Сен OpenAI выпустила ИИ-модель GPT-5-Codex с динамическим распределением времени решения задач создания кода Компания OpenAI выпустила GPT-5-Codex — новую версию ИИ-помощника Codex, оптимизированную для решения сложных задач программирования с динамическим р...

15:28, 23 Дек Выращиваю лук прямо дома и каждую неделю собираю урожай — всё благодаря помощникам, которые экономят массу времени Шедеврум Выращивать лук прямо дома — звучит как мелкое колдовство. Особенно когда за окном сугробы, а на кухне пахнет весной. Но тут нет никакой маги...

06:28, 27 Сен Как у машины времени из «Назад в будущее»: Илон Маск анонсировал 1,21 гигаватта вычислительной мощности для Colossus II и обучения Grok Компания xAI, возглавляемая Илоном Маском, планирует масштабировать свой суперкомпьютер Colossus до беспрецедентного уровня в 1,21 гигаватта вычислит...

18:28, 26 Авг Парфенов о Батракове: «Раньше такие игроки появлялись каждый год и не в одной команде, это было нормой. Для последнего времени это событие» – Приятно удивил « Локомотив ». Это в том числе и результат поддержки руководством тренерского штаба не только в хорошие, но и в сложные моменты. Плю...

01:28, 29 Авг Диск Кайли Миноуг и фото Михаила Горбачёва: в Лондоне вскрыли капсулу времени принцессы Дианы, закопанную более 30 лет назад В Лондоне раньше срока вскрыли капсулу времени, которую принцесса Диана заложила более 30 лет назад, сообщает The Guardian.В 1991 году принцесса Диан...

10:28, 30 Окт "Чем больше времени провожу в Европе, тем больше люблю Дубай". Павел Дуров признался в любви к ОАЭ Павел Дуров выступил на криптофоруме Blockchain Life в Дубае. Миллиардер и основатель Telegram признался в любви к Дубаю, пошутил о мошенниках в соцс...

15:28, 07 Дек Ларионов о 3:4 с «Амуром»: «СКА взял 7 из 8 очков на выезде, горжусь ребятами. Четыре игры за шесть дней, такая разница во времени – я никогда не испытывал подобного» Главный тренер СКА Игорь Ларионов поделился мнением о поражении команды от «Амура» (3:4 Б) в матче FONBET чемпионата КХЛ. – Хороший матч, мы счастлив...