по популярности / по алфавиту

эксперт

Китай хакнул американский рынок высоких технологий

«Китайские инвесторы теряют доверие к своей экономике и инвестируют в высокие технологии за рубежом»

подробнее

DARPA визуализировала работу коры головного мозга

Автор:

Фото: DARPA, IARPA, nature.com

Дата: 20 мая 2017 16:00

Эксперименты на мышах позволили стэнфордским ученым записать объемную картину работы всех нейронов коры мозга при принятии решений

Исследователи из Стэнфордского университета в рамках программы «Neuro Function, Activity, Structure and Technology (Neuro-FAST) DARPA» разработали новые методы оптической визуализации и анализа активности коры головного мозга млекопитающих. Они расшифровали нервную активность мышей в состоянии бодрствования. Во время эксперимента трансгенные мыши лакали воду при наличии определенного запаха или, напротив, отказывались от воды в присутствии другого запаха – грызуны быстро поняли, что именно так могут избежать неприятностей в виде струи воздуха, подаваемой в клетки.

«Мы разработали программу Neuro-FAST, чтобы найти новые способы увидеть мозг, — говорит Джастин Санчес, руководитель программы DARPA, — Мы можем за ним наблюдать, в то время как он управляет поведением. Я думаю, это станет краеугольным камнем будущих нейронных технологий».

Предыдущие одноэлементные изображения — и даже записи внутри коры с использованием электродов — ограничивались лишь несколькими областями мозга. 

  На фото визуализация работы коры мозга, полученная в 2013 году

На этот раз ученые объединили кальциевую «картинку» всей коры головного мозга мышей, используя метод, при котором генетически модифицированные нейроны флуоресцируют при активации (с помощью двухфотонного микроскопа). Это объединение позволило записать мозговую активность с достаточным разрешением, чтобы выявить пространственную и временную динамику отдельных типов нервных клеток и нейронных цепей.

Однако не обошлось без трудностей: многие клетки коры головного мозга одинаково кодировали задачи, причем без корреляции с поведенческой реакцией. Поэтому команде Neuro-FAST пришлось визуализировать определенные типы нейронов. Их активность отображалась разными цветами излучения именно в тот момент, когда мыши принимали решение и действовали. В конечном счете удалось расшифровать пространственные и временные алгоритмы работы мозга, согласно которым грызуны пили воду или не хотели к ней даже прикасаться.

«Это исследование уже показало, как мозг может обрабатывать информацию и формировать поведение у высших видов, — сказал Санчес, — «Но нам еще предстоит пройти очень долгий путь. Долгосрочная цель DARPA —  это разработка систем, которые помогут военнослужащим лучше управлять высокотехнологичными гаджетами, которые все чаще применяются в армейских подразделениях».

Результаты работы ученых из Стэнфордского университета опубликованы в журнале Neuron.

Понравилась заметка? Поделитесь —

Комментарии (0)

Добавить комментарий

Войти с помощью: