Головной мозг содержит приблизительно 86 миллиардов нейронов, сплетенных вместе приблизительно 100 триллионами связей, или синапсов. Каждая клетка играет определенную роль, помогая двигать мышцами, чувствовать среду, формировать воспоминания и многое другое. Из-за количества нейронов и связей ученым сложно определить, как система дает начало мышлению или поведению.
Теперь колумбийские ученые разработали метод NeuroPAL. Он использует генетические методы «окраски» нейронов флуоресцентными цветами. А также впервые позволяет ученым идентифицировать каждый нейрон в нервной системе животного. А также регистрирует всю нервную систему в действии.
Для проведения исследований ученые создали две программы. Одна идентифицирует все нейроны в красочных изображениях червя. Вторая проектирует оптимальную окраску для потенциальных методов идентификации любого типа клеток или тканей в любом организме, допускающем генетические манипуляции. Ученые отметили, что метод можно использовать не только для регистрации клеток, но и для выявления наличия или отсутствия этих специфических генов в клетке.
Команда провела серию успешных экспериментов с червями вида Caenorhabditis elegans (C. elegans). Его часто используют в биологических исследованиях. Ученым удалось идентифицировать каждый отдельный нейрон в мозге червя. Подробности работы они опубликовали в журнале Cell.
«Удивительно наблюдать за нервной системой во всей ее полноте и видеть, что она делает», — рассказал Оливер Хоберт, один из авторов исследования. Он добавил, что созданные образы ошеломили команду: яркие цветные пятна появляются в теле червя «как рождественские огни в темную ночь».
Исследователи заявили, что их прорыв вскоре могут затмить те открытия, которые метод сделал возможными. Перед публикацией в журнале Cell Оливер Хоберт и Эвиатар Йемини выпустили NeuroPAL для научного сообщества. Их коллеги уже представили несколько исследований, показывающих полезность этого инструмента.
«Способность идентифицировать нейроны или другие типы клеток с помощью цвета может помочь ученым визуально понять роль каждой части биологической системы, — сказал Йемини. — Значит, если что-то пойдет не так с системой, это может помочь определить, где произошел сбой».
