Ученые предложили новый метод визуализации для изучения нейронных сетей в живом мозге

Мозг состоит из сложного ряда сетей: сигналы постоянно передаются между этими сетями, что позволяет нам воспринимать мир и эффективно перемещаться по нему.

Ученые выяснили, что активность мозга в состоянии покоя - когда мы спокойно сидим - может дать приблизительные карты его сетевой организации. Но карты, созданные с помощью этого подхода, упускают важные детали. 

Новое исследование Питтсбургского университета, опубликованное в журнале Progress in Neurobiology,  показывает, что создание подробных карт действительно возможно с помощью нового метода визуализации, который обеспечивает высокую контрастность и высокое пространственное разрешение. Исследование, проведенное на обезьянах, показало, что оптическая визуализация внутреннего сигнала (ISOI) может выявить архитектуру коры головного мозга с большей детализацией, чем ранее наблюдалось в живом мозге.

Функциональная магнитно-резонансная томография (фМРТ) является основным инструментом врачей и исследователей для наблюдения за сетями мозга. Эта процедура неинвазивна и занимает около 30 минут. ISOI имеет много общего с фМРТ, но детализация гораздо богаче, что имеет большое значение, учитывая относительно небольшие размеры мозговых сетей.

Самым важным достижением ISOI является то, что он дает точную картину активности мозговых сетей у живых людей. Такого же уровня точности можно достичь с помощью методов, которые требуют от исследователей извлечения мозга изучаемого животного и изучения его через микроскоп. В отличие от этого, ISOI оставляет мозг нетронутым, что означает, что исследователи могут изучать работу сетей в реальных жизненных ситуациях, например, при освоении нового двигательного навыка.

Еще одна важная особенность нового метода заключается в том, что он опирается на гемоглобин, который содержится в крови как людей, так и животных. Не требуется никаких трассеров, красителей или индикаторов, что делает этот инструмент универсальным и подходящим как для животных, так и для  человека.

«Наши результаты также показывают, что мозг раскрывает свою архитектуру в мельчайших деталях, даже когда он просто бездействует в состоянии покоя», - рассказал соавтор исследования, доцент нейробиологии Омар Гарбави.