Квантовый сенсор в алмазе измерил нейронную активность среза мозга мыши

N+1Наука

Алмаз помог измерить нейронную активность мозга на микромасштабе

Елизавета Чистякова

James Luke Webb et. al / arXiv, 2022

Ученые из трех стран неинвазивно измерили нейронную активность мозга мыши на микроуровне с помощью квантового датчика на основе азотно-замещенной вакансии в алмазе. Сенсор способен улавливать сверхслабые магнитные поля, возникающие при прохождении ионных токов в аксонах мозга, а также слабые изменения нейронной активности, подобные тем, что возникают при нейродегенеративных заболеваниях. Метод не требует физического взаимодействия с тканями и, в отличие от магнитоэнцефалографии, не нуждается в таких специфических условиях, как сверхнизкие температуры или высокие плотности атомного газа, пишут ученые в статье на arXiv.org.

Изучение активности мозга на уровне отдельных нейронов интересует ученых не только с научной точки зрения, но и с медицинской. Дело в том, что при нейродегенеративных заболеваниях, таких как болезнь Альцгеймера или склероз, изменения в организме появляются задолго до первых симптомов, в частности возникают нарушения распространения потенциалов действия в мозге. Изучение таких отклонений на микромасштабе может не только помочь ученым понять механизмы возникновения заболевания, но и, вероятно, разработать лечение на ранних стадиях.

На сегодняшний день ранние проявления нейродегенеративных заболеваний изучают на трансгенных мышах с нарушениями, подобными тем, что возникают в мозге больного человека. При этом методы, которые используют ученые, требуют либо вживления электродов в ткани мозга животного, либо использования лазерного излучения вкупе с токсичными красками, чувствительными к напряжению. Подобное грубое взаимодействие с объектом исследования может повлиять на точность результата и делает небезопасным применение технологий in vivo.

Неинвазивные методы исследования, при которых отсутствует взаимодействие с тканями, могли бы помочь избежать таких проблем, однако на сегодняшний день их пространственное разрешение не достаточно велико для наблюдения отдельных нейронов. Наиболее подробную картину нейронной активности с детализацией до 0,5 сантиметра предоставляет магнитоэнцефалография (МЭГ), при которой измеряется сверхслабые магнитные поля, возникающие согласно уравнениям Максвелла при прохождении ионного тока по аксонам. Основной фактор, препятствующий увеличению точности метода — невозможность приближения детекторов вплотную к тканям из-за сверхнизких температур, необходимых для МЭГ на СКВИД-магнетометрах, и высоких плотностей атомного газа в случае МЭГ на SURF-магнетометрах.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Японцы сделали роборуку с человеческими мышцами Японцы сделали роборуку с человеческими мышцами

Японские инженеры разработали биогибридную руку с человеческими мышцами

N+1
Солитерная диета: как с помощью глистов худели викторианские красавицы и современные звезды Солитерная диета: как с помощью глистов худели викторианские красавицы и современные звезды

"Боже, помоги — Дьявол желает мне разжиреть"

ТехИнсайдер
Терапия CRISPR/Cas помогла снизить «плохой» холестерин при семейной гиперхолестеринемии Терапия CRISPR/Cas помогла снизить «плохой» холестерин при семейной гиперхолестеринемии

Как помогла терапия CRISPR/Cas при семейной гиперхолестеринемии

N+1
Madam Ladá Madam Ladá

Лада Бектемирова оставила дом, родных, собак и уехала почти в никуда — в Сенегал

Seasons of life
Как научиться принимать комплименты Как научиться принимать комплименты

Почему бывает трудно принимать комплименты и как с этим справиться

Inc.
Географ, который баклажан не довез Географ, который баклажан не довез

«Далекие близкие»: кино, выросшее из рекламы консервов «Дядя Ваня»

Weekend
«Не дождётесь»: разработчики о том, как они не отвечают на сообщения в рабочих чатах «Не дождётесь»: разработчики о том, как они не отвечают на сообщения в рабочих чатах

Как удалёнка привязывает к устройствам и что с этим делать

VC.RU
Не только жара. 13 причин, из-за которых ты часто потеешь во сне Не только жара. 13 причин, из-за которых ты часто потеешь во сне

Потеешь во сне? Мы объясним, как отличить норму от возможных нарушений

Лиза
Кто заходил на мою страницу ВКонтакте: можно ли это узнать? Кто заходил на мою страницу ВКонтакте: можно ли это узнать?

Возможно ли узнать, кто заходил на вашу страницу ВКонтакте?

CHIP
«Лондонский мост»: из чего состоит секретный план правительства Великобритании на случай смерти Елизаветы II «Лондонский мост»: из чего состоит секретный план правительства Великобритании на случай смерти Елизаветы II

«Лондонский мост рухнул» — так называется план похорон Елизаветы II

Правила жизни
Австралийцы обнаружили древнейшие сердца возрастом 390-370 миллионов лет. Это сердца панцирных рыб Австралийцы обнаружили древнейшие сердца возрастом 390-370 миллионов лет. Это сердца панцирных рыб

Первые сердца принадлежали древним рыбам плакодермам

N+1
Дюк Д’Окелюс Дюк Д’Окелюс

Среди работ Вильяма Бруй мозг отключается, ты весь становишься сердцем

Seasons of life
Ротвейлер в юбке: что мы знаем о Камилле Паркер-Боулз Ротвейлер в юбке: что мы знаем о Камилле Паркер-Боулз

Камилла Розмари Шанд родилась в 1947 году в семье дворянского рода джентри

Правила жизни
Животные могут скорбеть о мертвых так же, как люди: ритуалы смерти из мира дикой природы Животные могут скорбеть о мертвых так же, как люди: ритуалы смерти из мира дикой природы

Как животные переживают смерть сородичей?

ТехИнсайдер
13 фактов о роме: невероятные порции, сельскохозяйственный ром и даже ром в СССР 13 фактов о роме: невероятные порции, сельскохозяйственный ром и даже ром в СССР

Казалось бы, где мы и где ром?

Maxim
С чем носить кожаные брюки в этом сезоне: 8 лучших стритстайл-образов с Недель моды С чем носить кожаные брюки в этом сезоне: 8 лучших стритстайл-образов с Недель моды

Ну что, рок-звезда, ты готова к новому сезону?

VOICE
Налоги, дипломатия, сыр: чем занималась Лиз Трасс, прежде чем стала премьер-министром Налоги, дипломатия, сыр: чем занималась Лиз Трасс, прежде чем стала премьер-министром

Карьерный путь и взгляды новой главы британского правительства

Forbes
Езда на горящем велосипеде: как устроено современное материнство Езда на горящем велосипеде: как устроено современное материнство

Как реагировать на то, что в саду все девочки всегда снежинки

Forbes
Андрей Миронов: неизвестная переписка Андрей Миронов: неизвестная переписка

Об Андрее Миронове с годами становится писать все труднее

Караван историй
Фейсфитнес в деле Фейсфитнес в деле

Фейсфитнес становится все более популярным

Лиза
5 правил эффективного совещания от Рэя Далио 5 правил эффективного совещания от Рэя Далио

Правила для рабочих встреч, которые помогают проводить без лишней траты времени

Inc.
Иллюзия выбора Иллюзия выбора

Если не «Гранта», то кто?

Автопилот
Мышь серая Мышь серая

Как сделать интерьер с серыми обоями изысканным, а не мрачным

Лиза
Слабость после приступов тревоги и панических атак: как себе помочь Слабость после приступов тревоги и панических атак: как себе помочь

Что делать, если тревога пагубно сказывается на физическом состоянии

Psychologies
За себя и за того парня За себя и за того парня

Как перестать работать за других

Лиза
Зачем жирафы пьют мочу, а курицы меняют пол: 5 странных повадок животных, о которых вы раньше не знали Зачем жирафы пьют мочу, а курицы меняют пол: 5 странных повадок животных, о которых вы раньше не знали

Крокодилы заглатывают ведро камней, жирафы пьют мочу. Зачем они это делают?

ТехИнсайдер
Борис Акопов: «Мне хотелось сделать картину возмутительной и даже неприятной» Борис Акопов: «Мне хотелось сделать картину возмутительной и даже неприятной»

Режиссер Борис Акопов — почему он предпочитает работать с неизвестными артистами

Grazia
Как многодетная мать в декрете запустила бизнес по подбору одежды и привлекла 18 млн руб. от совладельца «Персоны» Как многодетная мать в декрете запустила бизнес по подбору одежды и привлекла 18 млн руб. от совладельца «Персоны»

Как Ольга Ким создала бизнес по подбору и доставке одежды в боксах Style Box

Inc.
Для ребенка это яд: названы предметы, которых нужно избегать беременным женщинам Для ребенка это яд: названы предметы, которых нужно избегать беременным женщинам

Ученые назвали опасные материалы, с которыми мы контактируем каждый день

Вокруг света
Устраиваемся поудобнее Устраиваемся поудобнее

Обдумывая интерьер дома, мы часто не придаем значения декору туалета

Лиза
Открыть в приложении