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

Пластиковый мусор в гнездах стал смертельной ловушкой для аистят Пластиковый мусор в гнездах стал смертельной ловушкой для аистят

Как пластиковый мусор в гнездах вредит потомству белых аистов

N+1
Стоп-лист: мастер маникюра рассказала, какие 5 вещей никогда не сделает со своими ногтями Стоп-лист: мастер маникюра рассказала, какие 5 вещей никогда не сделает со своими ногтями

Свежий маникюр — лучший способ почувствовать себя на миллион долларов

VOICE
Гуннов вновь назвали носителями енисейских языков Гуннов вновь назвали носителями енисейских языков

Хунну и гунны, возможно, говорили на одном из енисейских языков

N+1
Топ-10 лучших мест для осенних фотосессий Топ-10 лучших мест для осенних фотосессий

Путешествия осенью особенные: атмосферные, теплые, душевные

Лиза
«Это просто лютеиновая фаза»: как на самочувствие женщин влияет менструальный цикл «Это просто лютеиновая фаза»: как на самочувствие женщин влияет менструальный цикл

Что на самом деле происходит с женским организмом во время цикла?

Forbes
5 ментальных блоков, которые мешают вам учиться на своих ошибках 5 ментальных блоков, которые мешают вам учиться на своих ошибках

Опыт неудач (а не успешный успех) максимально плодотворен для будущего

Inc.
Паника, тревожность и стресс. Как помочь психике в сложной ситуации Паника, тревожность и стресс. Как помочь психике в сложной ситуации

Что делать с паникой, тревожностью и стрессом, как поддержать близких?

СНОБ
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
Самовольная: как женщины на Руси разводились с мужьями и что им за это было Самовольная: как женщины на Руси разводились с мужьями и что им за это было

Что делали женщины на Руси, если сил жить с мужем уже не было?

VOICE
Тревожные сигналы: состав слюны человека может быть связан с суицидальными мыслями Тревожные сигналы: состав слюны человека может быть связан с суицидальными мыслями

Бактериальный состав слюны у людей, думающих о суициде, значительно отличается

Вокруг света
«Тяжелые времена для обувного бизнеса»: почему закрылся бренд, который обувал Урганта «Тяжелые времена для обувного бизнеса»: почему закрылся бренд, который обувал Урганта

История российского обувного бренда Gottlieb Schwarz

Forbes
Сажай первоцветы осенью Сажай первоцветы осенью

Завершая этот дачный сезон, мы уже готовимся к следующему

Лиза
Переделкино Переделкино

«Ты можешь восстановить звуки? Партитуру звуков этого места»

Правила жизни
Образ жизни Образ жизни

Дизайнер Татьяна Парфенова показывает нам свой новый дом, лес и сад

Собака.ru
«Вы найдете способ жить дальше»: Нэнси Мак-Вильямс о поисках опоры в трудные времена «Вы найдете способ жить дальше»: Нэнси Мак-Вильямс о поисках опоры в трудные времена

Как работают психологические защиты в кризисных ситуациях

Forbes
Болезнь куру: что это за заболевание и как оно передаётся. Вы ужаснетесь! Болезнь куру: что это за заболевание и как оно передаётся. Вы ужаснетесь!

В Новой Гвинеи живет народ Форе: долго об их существовании никто не знал

ТехИнсайдер
Прийти в форму к Новому году за 15 минут в день — делай дома перед телевизором Прийти в форму к Новому году за 15 минут в день — делай дома перед телевизором

Как можно быстро и правильно похудеть?

VOICE
Прозаичная смерть: как погиб великий Чингисхан и есть ли в мифах зерно истины Прозаичная смерть: как погиб великий Чингисхан и есть ли в мифах зерно истины

Существуют множество легенд о том, как умер Чингисхан

ТехИнсайдер
5 ошибочных стратегий воспитания 5 ошибочных стратегий воспитания

Предлагаем взглянуть на методы воспитания с точек зрения: родителя и ребенка

Psychologies
С натяжкой. Как самостоятельно избавиться от второго подбородка С натяжкой. Как самостоятельно избавиться от второго подбородка

Комплекс упражнений и инструкция по массажу от эксперта по фейсфитнесу

Лиза
«Ее персонажей было больше 10»: россиянка рассказала, как 3 года жила с «питерским Билли Миллиганом» «Ее персонажей было больше 10»: россиянка рассказала, как 3 года жила с «питерским Билли Миллиганом»

Шизофрения или патологическая лживость? История одной обманутой россиянки

Psychologies
Почему кошки так любят вылизываться и зачем они лижут своих хозяев? Это проявление симпатии или желание съесть хозяина? Почему кошки так любят вылизываться и зачем они лижут своих хозяев? Это проявление симпатии или желание съесть хозяина?

Если кошка вас вылизывает, значит, принимает за «своего»

ТехИнсайдер
«Я считаю это варварством!»: Меган Маркл отказалась рожать Арчи в больнице «на глазах у всех» «Я считаю это варварством!»: Меган Маркл отказалась рожать Арчи в больнице «на глазах у всех»

Герцоги Сассекские нарушили королевский протокол после рождения своего первенца

VOICE
Археологи обнаружили на Тамани бронзовую статуэтку Юпитера Археологи обнаружили на Тамани бронзовую статуэтку Юпитера

Археологи исследовали древнее городище Красный Октябрь-1

N+1
3 условия хорошей жизни с детьми 3 условия хорошей жизни с детьми

Что значит «жить хорошо» с ребенком? И каковы условия такой жизни?

Psychologies
10 продуктов для энергии на целый день 10 продуктов для энергии на целый день

Не только кофе способен взбодрить и дать силы на рабочий день

Inc.
«Нападки, сарказм и издевательства»: как распознать и искоренить буллинг на работе «Нападки, сарказм и издевательства»: как распознать и искоренить буллинг на работе

Как распознать травлю на работе и как на нее влияет гендер жертвы

Forbes
Как прожить долго: 8 привычек, которые помогли Елизавете II Как прожить долго: 8 привычек, которые помогли Елизавете II

Что помогало Елизавете II оставаться активной в почтенном возрасте

Psychologies
Новая мужественность: что значит быть героем в XXI веке Новая мужественность: что значит быть героем в XXI веке

Наши эксперты рассуждают о новых формах доблести и мужества

Psychologies
Дел невпроворот: как научиться справляться с рабочими завалами Дел невпроворот: как научиться справляться с рабочими завалами

Глава из книги «Дизайн работы мечты»

Psychologies
Открыть в приложении