Технология, называемая световой флуоресцентной визуализацией, перспективна для визуализации активности мозга в 3D с высокой скоростью и контрастностью (преодолевая многочисленные ограничения других технологий визуализации). В этом методе тонкий слой лазерного света (световой лист) направляется через интересующую область ткани мозга, и репортеры флуоресцентной активности в тканях мозга реагируют испусканием сигналов флуоресценции, которые могут обнаруживать микроскопы. Сканирование светового листа в ткани позволяет получать высокоскоростное, высококонтрастное, объемное изображение активности мозга.
В настоящее время использование световых флуоресцентных изображений головного мозга непрозрачных организмов (например, мыши) затруднено из-за размера необходимого оборудования.
Чтобы провести эксперименты с непрозрачными животными, а в будущем и со свободно передвигающимися животными, исследователям в первую очередь потребуется миниатюризировать многие компоненты.
Ключевым компонентом миниатюризации является сам генератор световых лучей, который необходимо вставить в мозг и, следовательно, должен быть как можно меньше, чтобы избежать смещения слишком большого количества мозговой ткани. В новом исследовании, опубликованном в Neurophotonics, международная группа исследователей из Калифорнийского технологического института (США), Университета Торонто (Канада), University Health Network (Канада), Института физики микроструктуры Макса Планка (Германия) и Advanced Micro Foundry (Сингапур) разработала миниатюрный генератор световых пластинок или фотонный нейронный зонд, который можно имплантировать в мозг живого животного.
Исследователи использовали нанофотонную технологию для создания ультратонких фотонных нейронных зондов на основе кремния, которые излучают несколько адресуемых тонких слоев света с толщиной
Описывая значение работы своей команды, ведущий автор исследования Уэсли Захер говорит: «Эта новая технология имплантируемого фотонного нейронного зонда для генерации световых слоев в мозгу позволяет обойти многие ограничения, которые ограничивали использование флуоресцентной визуализации световых листов в экспериментальная нейробиология.
Мы прогнозируем, что эта технология приведет к появлению новых вариантов световой микроскопии для глубокой визуализации мозга и поведенческих экспериментов со свободно движущимися животными."
Такие варианты были бы благом для нейробиологов, стремящихся понять работу мозга.