当前位置:首页 > 生物研究 > 神经生物学 > 正文

斯坦福大学科学家开发出小鼠读脑工具

斯坦福大学科学家开发出小鼠读脑工具

斯坦福大学(Stanford University)的研究人员开发出一种可以实时观察活鼠大脑活动情况的系统,这对开发诸如阿尔茨海默氏症等神经退行性疾病的新治疗手段具有十分重要的推进作用。相关研究发表在近期出版的《自然·神经科学》(Nature Neuroscience)杂志上。

研究人员首先利用基因疗法令老鼠神经细胞表达绿色荧光蛋白,该蛋白对钙离子敏感。当神经元受到刺激时,细胞内充满钙离子,荧光蛋白被激活,整个细胞会发出明亮的绿色荧光。随后,研究人员在老鼠大脑负责空间和情景记忆的海马体上方植入一个微型显微镜,显微镜与相机芯片相连,并可将数字图片传送到计算机的屏幕上,显示老鼠大脑活动的实时视频。

海马体对环境非常敏感,在不同的环境下会有不同的细胞响应。当老鼠在实验环境的某个特定区域挠墙时,刺激特定的神经元闪烁绿色荧光。当小鼠流窜到别的区域时,绿色荧光会从某个神经元褪色,转而刺激新的神经元细胞发光。科学家在掌握了小鼠行为和神经元之间的关联后,仅仅通过小鼠脑部荧光闪烁的混乱图景,就能够清楚地了解老鼠究竟位于何处。

研究人员发现,小鼠神经元的刺激模式十分稳定,实验间隔时间长达一月之后,仍可保持不变。而观察相同的细胞对于了解脑部疾病非常重要。如果某一个特定的神经元在测试时发生功能障碍,表明正常神经元已经死亡或出现神经退化疾病。研究人员就可以利用某些实验性的治疗试剂进行治疗,然后在相同刺激条件下,确定神经元能否恢复功能。

目前这项技术尚不能应用于人类,但小鼠模型是研究人类神经退行性疾病新疗法的一个重要起点,该系统将成为临床前研究评估的一种非常有用的工具。目前研究人员已经成立了一个公司,生产和销售该设备。

了解更多:

Long-term dynamics of CA1 hippocampal place codes

Nature Neuroscience, 11 February 2013 | doi:10.1038/nn.3329

Using Ca2+ imaging in freely behaving mice that repeatedly explored a familiar environment, we tracked thousands of CA1 pyramidal cells' place fields over weeks. Place coding was dynamic, as each day the ensemble representation of this environment involved a unique subset of cells. However, cells in the ~15–25% overlap between any two of these subsets retained the same place fields, which sufficed to preserve an accurate spatial representation across weeks.

Stanford researchers develop tool for reading the minds of mice

Stanford scientists have developed a system for observing real-time brain activity in a live mouse. The device could prove useful in studying new treatments for neurodegenerative diseases, such as Alzheimer's.


阅读次数:  
更多 相关资讯:
    无相关信息

发表评论