绘制大脑图谱:带有微型led的探针可以照亮神经通路
在神经元大小的发光二极管的帮助下，密歇根大学的研究人员正在解开大脑中神经通路的秘密。
研究人员已经在老鼠身上制造并测试了装有被认为是有史以来最小的可植入led的神经探针。这种新型探针可以控制和记录许多个体的活动神经元该研究测量了单个神经元活动的变化如何影响它的邻居。
该团队预计，基于他们设计的探针的实验可能会在理解和治疗阿尔茨海默病等神经系统疾病方面取得突破。
参与这项研究的威廉·古尔德·道大学名誉教授肯索尔·怀斯说:“这是向前迈出的一大步。”“事实上，你可以在探测器上产生这些光学信号大脑，打开了新的大门。”
研究人员说，由大约1000亿个神经元组成的网络为人脑提供动力，弄清楚它们是如何协同工作的是一项巨大而重要的任务。
数以亿计的人患有神经系统疾病但由于缺乏对大脑的科学理解，目前的治疗方法和药物非常有限，”中国科学院博士后研究员范武说电气工程计算机科学和一篇新论文的共同第一作者的研究结果发表在神经元．“我们开发了一种工具，可以更好地理解大脑是如何工作的，以及为什么它不起作用，从而试图解决这些问题。”
在转基因啮齿类动物中，神经元可以被光打开和关闭。通常情况下，神经科学家使用这种“光遗传学”技术，通过植入的光纤将光照射到大脑的某个区域，并用另一个设备记录反应。这有助于揭示大脑的哪个区域负责哪些行为。但它无法揭示神经元之间是如何交流的。
新的探测器可以。每个探针阵列包含12个led和32个电极。微型led和神经元的细胞体一样小，所以它们可以打开和关闭单个神经元。同时，微电极测量单个神经元水平的活动，报告一个神经元行为的变化如何影响周围的网络。
Wu说:“现在我们可以知道一组细胞，无论是邻近的还是更远的，是如何对单个细胞的激活做出反应的。”“这将帮助我们更好地理解这些细胞是如何相互交流的。”
虽然探测器是在密歇根大学制造的，但证明它们的实验是在纽约大学György Buzsáki的实验室里进行的，György Buzsáki是实验神经科学的领导者。埃兰·斯塔克(Eran Stark)目前是特拉维夫大学(Tel Aviv University)的神经科学助理教授，他利用它们来测量信号如何通过小鼠的大脑。他重点研究了大脑中负责短期和长期记忆的区域。
密歇根大学电子工程和计算机科学教授、项目负责人Euisik Yoon说:“使用微型led探头，我们可以梳理出信号在神经回路中是如何传播的，这样我们就可以了解记忆是如何形成、检索和替换的。”
概念验证实验发现，海马体的浅层和深层神经元在受到刺激时产生不同类型的脑电波。未来的实验将探索这些波与记忆的关系。
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