科学家们用算法来透过透明的大脑

试图找出一块脑组织内单个神经元的信号就像试图前灯在浓雾中。开发的一种新算法,通过在洛克菲勒大学的研究人员,集中了这大脑活动。

在研究描述了6月26日自然方法,团队由洛克菲勒的Alipasha Vaziri,使用光microscope-based技术捕获鼠标的体积内神经活动大脑组织以前所未有的速度。该算法允许他们从数以百计的定位信号单个神经元在一个记录。

“我们的目标是更好的理解大脑功能通过监测中的动态人口相互关联,三维网络的神经元,“Vaziri说,实验室负责人脑科学和生物物理学。

对于这个研究,Vaziri和他的同事设计了动物的神经元发出荧光;信号越强,越亮细胞发光。来捕获这个活动,他们使用一种称为光场显微镜的技术,一个数组的镜头生成观点从不同的角度。然后结合这些图像创建一个三维渲染。

当用于分解成老鼠的大脑,这种方法有一个很大的挑战:记录所有神经元的活动,同时,他们的图像同时相机拍摄到的。但这很难区分所有细胞发出的信号光从鼠标的神经元反射周围的,不透明的组织。与这样的一个早期版本和其他类似的方法,因此,神经元通常显示为一个模糊,闪烁mass-not有助于科学家们想看到单个细胞的行为。

Vaziri和他的同事们设计了一个解决方案:一个复杂的算法,可以同时捕捉单个神经元的位置和时间的信号。

这样,Vaziri和他的同事们追踪数百名活跃的精确坐标神经元在老鼠清醒一段时间,有一个定制的跑步机上行走的选项。更重要的是,他们能够捕捉信号在一个三维部分的大脑包含多个层的神经元。

通过大幅减少所需的时间和计算资源来生成这样一个形象,该算法开门更复杂的实验。“现在可能去改变刺激实时基于我们所看到的动物大脑”,Vaziri说。