Высокочувствительный имплантат для исследования физиологии мозга

МРТ и спектроскопия в настоящее время используются для определения физиологии мозга, но их низкая внутренняя чувствительность ограничивает достижимое пространственное и временное разрешение.

В новом исследовании команда нейробиологов и инженеров-электриков из Германии и Швейцарии представила новый подход к исследованию физиологии мозга с беспрецедентным пространственным и временным разрешением. Они разработали ультратонкую иглу со встроенным чипом, который может обнаруживать и передавать данные ядерного магнитного резонанса (ЯМР) по объемам метаболизма кислорода в головном мозге.

Ученые определили технический обход, который соединяет электрофизические ограничения современных методов сканирования мозга. Их разработка иглы с капиллярным монолитным ядерным магнитным резонансом (ЯМР) объединяет универсальность визуализации головного мозга с точностью исключительно ограниченного и быстрого метода для анализа конкретного нейронального движения головного мозга.

Главный исследователь Клаус Шеффлер сказал: «Интегрированная конструкция детектора ядерного магнитного резонанса на одной микросхеме значительно снижает типичные электромагнитные помехи сигналов магнитного резонанса. Это позволяет нейробиологам собирать точные данные из крошечных областей мозга и объединять их с информацией из пространственных и временных данных физиологии мозга».

«С помощью этого метода мы теперь можем лучше понять конкретную деятельность и функции мозга».

Ученые предполагают, что их изобретение может открыть путь к открытию новых эффектов или типичных отпечатков активации нейронов, вплоть до специфических нейрональных событий в ткани мозга.

Второй главный исследователь Дженс Андерс сказал : «Наши настройки проектирования позволят масштабируемые решения, то есть возможность расширения сбора данных из более чем одной области — но с одного устройства. Масштабируемость нашего подхода позволит нам расширить нашу платформу за счет дополнительных методов измерения, таких как электрофизиологические и оптогенетические измерения».

Ученые уверены, что их подход может помочь разложить сложный физиологический процесс внутри нейронных сетей ума и что он может открыть дополнительные преимущества, которые могут дать значительно более глубокое понимание функциональности мозга.

Их подход представлен в журнале Nature Methods.