Уявіть собі мапу мегаполісу, де кожна вулиця – це нейронний зв’язок, що передає життєво важливу інформацію. Як повідомляє NewDay з посиланням на SciTechDaily, дослідники з Гарварду створили інноваційний чип, що зміг відобразити 70 000 таких “доріг” між нейронами щурів. Це величезний крок уперед, адже до цього часу вчені не могли одночасно зафіксувати таку кількість синаптичних зв’язків. Спеціальний кремнієвий чип із мікроотворами не лише фіксує електричні імпульси, а й вимірює їхню силу, дозволяючи оцінити якість комунікації між клітинами мозку. Раніше методи, на кшталт електронної мікроскопії, могли лише візуально показати місця контакту, але не їхню функціональність. Нова технологія змінює правила гри, адже дає змогу відстежити одночасно тисячі зв’язків та їхню інтенсивність.
Цей прорив є можливим завдяки інноваційній конструкції чипа, що містить 4096 мікроелектродів. Саме ці мікроскопічні сенсори здатні проникати у клітини та паралельно зчитувати слабкі електричні сигнали. Це величезний крок уперед порівняно з традиційним методом піпеткового запису, який давав змогу працювати лише з кількома нейронами водночас. Тепер же, завдяки гарвардському пристрою, можна створювати масштабні інтерактивні карти взаємодії нейронів, що значно наближає науку до розуміння того, як працюють складні нейронні мережі. Науковці вважають, що отримані результати допоможуть не лише вивчити основи роботи мозку, а й знайти ключ до лікування багатьох неврологічних хвороб.
Щоб краще зрозуміти революційний потенціал нового методу, варто порівняти його з попередніми розробками тієї ж команди. Ще у 2020 році дослідники створили мікроелектродний масив у вигляді наноголок, що теж проникав у нейрони, але дозволяв зафіксувати лише близько 300 зв’язків. Сучасна версія, що використовує мікроотвори, перевершує попередню майже в 250 разів. Це стало можливим завдяки тому, що нова система легше адаптується до клітин та не викликає їхнього пошкодження. Таким чином, дослідники отримали доступ до нейронних сигналів у набагато більшій кількості, ніж будь-коли раніше.
Головною перевагою нової технології є не лише її ефективність, а й відносна простота у виробництві. Дослідники зазначають, що процес виготовлення мікроелектродного масиву значно простіший, ніж попередні варіанти. Це відкриває шлях для масового застосування таких пристроїв у нейронаукових дослідженнях та навіть у медичних діагностичних системах. Вчені також планують створити ще потужніший чип, що можна буде використовувати не лише в лабораторних умовах, а й для дослідження живого мозку. Це дозволить виявляти порушення нейронних зв’язків у реальному часі, що може змінити підхід до лікування хвороби Альцгеймера, Паркінсона та інших неврологічних розладів.
Нагадаємо, раніше ми писали про те, як працює новий інструмент від OpenAI.
