Новый кальциевый МРТ-датчик обеспечивает более чувствительную визуализацию головного мозга

Неврологи MIT разработали новый магнитно-резонансный датчик (МРТ), позволяющий им контролировать нейронную активность в глубине мозга путем отслеживания ионов кальция.



Поскольку ионы кальция непосредственно связаны с нейронным обжигом - в отличие от изменений в кровотоке, обнаруженных другими типами МРТ, обеспечивающими косвенный сигнал - этот новый тип чувствительности может позволить исследователям связать определенные функции мозга с их характером активности нейронов и определить, как отдаленные области мозга взаимодействуют друг с другом в ходе конкретных задач.

«Концентрации ионов кальция тесно коррелируют с сигнальными событиями в нервной системе. Мы разработали зонд с молекулярной архитектурой, который может ощущать относительно тонкие изменения внеклеточного кальция, коррелирующие с нейронной активностью », - говорит Алан Джасанов, профессор биологической инженерии Массачусетского технологического института.

В тестах на крысах исследования показали, что датчик кальция может точно определять изменения в нейронной активности, вызванные химической или электрической стимуляцией, глубоко внутри части мозга, называемой стриатумом.

Новый датчик состоит из двух типов частиц, которые объединяются вместе в присутствии кальция. Один из них представляет собой природный кальцийсвязывающий белок, называемый синаптотагмин, а другой представляет собой наночастицу оксида железа, покрытую липидом, которая также может связываться с синаптогагмином, но только при наличии кальция.

С помощью такого сенсора ученые надеются сопоставить модели нейронной активности с большей точностью, чем сейчас. Мы могли бы вообразить измерение активности кальция в разных частях мозга и пытаться определить, например, каким образом различные типы сенсорных стимулов по-разному кодируются пространственной структурой нейронной активности, которую они вызывают, заявляют исследователи.