میکروسکوپ جدید فعالیت مغز را در مقیاس میلیثانیه ثبت میکند
دانشمندان با ساخت یک میکروسکوپ جدید توانستهاند فعالیت الکتریکی نورونها را در سراسر مغز یک موجود زنده با سرعتی در حد چند میلیثانیه ثبت کنند؛ فناوریای که میتواند برای نخستین بار تصویری گسترده از نحوه هماهنگی سلولهای مغزی هنگام پردازش اطلاعات و واکنش به محرکها ارائه دهد.
پژوهشگران مؤسسه فناوری ماساچوست (MIT) با اصلاح یک میکروسکوپ موسوم به میکروسکوپ ورقه نوری، امکان مشاهده همزمان فعالیت نورونهای پراکنده در بخشهای مختلف مغز را فراهم کردند. این فناوری در آزمایش روی ماهی گورخری توانست کل مغز را ۲۰۰ بار در ثانیه، یعنی هر پنج میلیثانیه یکبار اسکن کند.
نورونها برای انتقال و پردازش اطلاعات از سیگنالهای الکتریکی بسیار سریع استفاده میکنند. روشهای رایج تصویربرداری از مغز معمولاً برای ثبت چنین فعالیت سریعی مناسب نیستند. فناوری جدید امآیتی با استفاده از پروتئینهای حساس به تغییرات ولتاژ، امکان مشاهده مستقیم فعالیت الکتریکی نورونها را فراهم میکند.
پژوهشگران برای آزمایش این روش، نورونهای ماهی گورخری را به تولید یک نشانگر ولتاژی واداشتند. آنها سپس توانستند فعالیت نورونها را در سراسر مغز دنبال کنند و حتی یک تکانه الکتریکی منفرد یا مجموعهای از تکانههای سریع را مشاهده کنند.
در آزمایش دیگری، زمانی که ماهی در معرض نور فرابنفش قرار گرفت، پژوهشگران توانستند مسیر گسترش فعالیت مغز را دنبال کنند. فعالیت ابتدا در بخشی از مغز که اطلاعات دیداری را پردازش میکند افزایش یافت و سپس در سایر بخشها گسترش پیدا کرد.
به گفته پژوهشگران، اهمیت اصلی این فناوری در آن است که میتواند به دانشمندان نشان دهد نورونهای مختلف چگونه در کسری از ثانیه با یکدیگر هماهنگ میشوند تا رفتارها و فرایندهای پیچیده مغز شکل بگیرد.
پژوهشگران اکنون در تلاشاند تعداد نورونهای قابل مشاهده، سرعت و وضوح تصویربرداری را افزایش دهند و این فناوری را در مدلهای جانوری دیگر، از جمله موشها، آزمایش کنند. هدف نهایی آنها درک بهتر نحوه فعالیت مغز هنگام رفتارهای مختلف و حتی وضعیتهایی مانند خیالپردازی است.
