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

Пятнистую гиену встретили в Египте впервые за 5000 лет Пятнистую гиену встретили в Египте впервые за 5000 лет

В Гебель-Эльба, Египет, впервые за 5000 лет встретили пятнистую гиену

N+1
Эти продукты способны бороться с депрессией и сделать вас счастливыми Эти продукты способны бороться с депрессией и сделать вас счастливыми

То, что вы едите, также может сыграть роль для вашего психического здоровья

ТехИнсайдер
Древние амфибии впали в летнюю спячку в ожидании мегамуссона Древние амфибии впали в летнюю спячку в ожидании мегамуссона

Древние амфибии пережидали сухой сезон в самостоятельно вырытых норах

N+1
Мировое искусство: как женщины-художницы говорили о гуманизме в своих работах Мировое искусство: как женщины-художницы говорили о гуманизме в своих работах

Художницы XX века, выступавшие с гуманистическими посланиями

Forbes
Почему вино традиционно продается в бутылках объемом 750 мл, а не ровно литр? Почему вино традиционно продается в бутылках объемом 750 мл, а не ровно литр?

Почему винные бутылки объемом 0.75 литра стали мировым стандартом?

ТехИнсайдер
Любовные сигналы: что язык тела расскажет об отношениях? Любовные сигналы: что язык тела расскажет об отношениях?

О чем нам сообщают телесные послания?

Psychologies
Этот суперкар был настолько некрасив, что производитель попытался предать его забвению Этот суперкар был настолько некрасив, что производитель попытался предать его забвению

Особая форма Weber Faster One — не признак отсутствия вкуса у его творца

ТехИнсайдер
Ученые выявили два типа ожирения. И один хуже другого Ученые выявили два типа ожирения. И один хуже другого

Специалисты постоянно изучают ожирение, чтобы лучше понять, как с ним бороться

ТехИнсайдер
Да тебе слабо! Как определить провокатора и защититься от него Да тебе слабо! Как определить провокатора и защититься от него

Никто не хочет, чтобы им манипулировали. Но как этому противостоять?

Лиза
Телесный низ на экзистенциальной высоте Телесный низ на экзистенциальной высоте

Эротические эксперименты русского рока

Weekend
Онлайн-шопинг Онлайн-шопинг

Онлайн-шопинг давно стал палочкой-выручалочкой. Но у любой палки два конца

Здоровье
Прийти в форму после отпуска Прийти в форму после отпуска

20-минутная жиросжигающая тренировка для тех, у кого нет времени на спортзал

Лиза
Наталия Опалева: «Зверев — выдающаяся фигура в арт-сообществе 60–70-х годов» Наталия Опалева: «Зверев — выдающаяся фигура в арт-сообществе 60–70-х годов»

Наталия Опалева — об Анатолии Звереве и о том, чем ее привлекает музей

Эксперт
Как закончить отношения, у которых нет будущего Как закончить отношения, у которых нет будущего

Как расстаться с партнером, если понимаешь, что у ваших отношений нет будущего?

Psychologies
Мамаше невмоготу: отрывок из семейной саги о преодолении горя Мамаше невмоготу: отрывок из семейной саги о преодолении горя

Отрывок из романа Джойс Кэрол Оутс «Ночь, сон, смерть и звезды»

Forbes
Скулшутинг: почему люди становятся «стрелками» и как обезопасить от них своих детей? Скулшутинг: почему люди становятся «стрелками» и как обезопасить от них своих детей?

Можно ли подготовить детей к возможному нападению на школу?

Psychologies
Четыре передела русского самореза Четыре передела русского самореза

История всего импортозамещения на примере отдельно взятого производства

Эксперт
5 самых мощных и больших машин в мире: техноколоссы для нестандартных задач 5 самых мощных и больших машин в мире: техноколоссы для нестандартных задач

Пятерка огромных машин, очаровывающих своей безудержной мощью

ТехИнсайдер
Сажай первоцветы осенью Сажай первоцветы осенью

Завершая этот дачный сезон, мы уже готовимся к следующему

Лиза
Названы 7 продуктов, которые являются природными афродизиаками Названы 7 продуктов, которые являются природными афродизиаками

Диетологи назвали суперпродукты, которые мгновенно поднимают ваше либидо!

ТехИнсайдер
Августейшая хозяйка Твери Августейшая хозяйка Твери

Портрет Екатерины был создан во время пребывания сестры Александра I в Твери

Дилетант
Как сохранить внешний вид кожаных вещей: советы по уходу за кожей Как сохранить внешний вид кожаных вещей: советы по уходу за кожей

Делимся полезными советами по сохранению кожаных изделий!

ТехИнсайдер
«Тихое увольнение»: что значит новый карьерный тренд «Тихое увольнение»: что значит новый карьерный тренд

Новый тренд в менеджменте назвали quiet quitting, или «тихий уход»

Psychologies
«Последний польский король». Какой была коронация Николая I в польские короли и что ей предшествовало «Последний польский король». Какой была коронация Николая I в польские короли и что ей предшествовало

Отрывок из книги Екатерины Болтуновой «Последний польский король»

N+1
Необычные применения яблочного уксуса в быту: вы точно не знали, что это настолько полезный продукт! Необычные применения яблочного уксуса в быту: вы точно не знали, что это настолько полезный продукт!

Яблочный уксус — полезная добавка к блюдам и незаменимый помощник в быту

ТехИнсайдер
Лариса Голубкина: Лариса Голубкина:

Я ощущала внутреннюю окрыленность и не собиралась ее терять

Коллекция. Караван историй
Больше не Лилибет: как Елизавета II узнала, что стала королевой Больше не Лилибет: как Елизавета II узнала, что стала королевой

Елизавета II стала королевой, находясь за пределами Великобритании

Forbes
Живут в кипятке миллионы лет и лакомятся нефтью: что нам известно о самых живучих существах на Земле? Живут в кипятке миллионы лет и лакомятся нефтью: что нам известно о самых живучих существах на Земле?

«Микроб не гризли, ошейник не наденешь», — говорят о термофилах биологи

Вокруг света
Cекретный чат в Телеграме: зачем он нужен и как его создать Cекретный чат в Телеграме: зачем он нужен и как его создать

Секретный чат в телеграмме: что, зачем и как?

CHIP
Летчик, моряк, любовник и филантроп: история принца Чарльза, который теперь — король Великобритании Карл III Летчик, моряк, любовник и филантроп: история принца Чарльза, который теперь — король Великобритании Карл III

Какой была жизнь нового короля Великобритании Карла III до престола?

Правила жизни
Открыть в приложении