一个新窗口进入大脑允许长期活动的研究

Bilal海德尔是研究大脑的多个领域共同的视觉感知。这可以帮助研究人员了解如果神经活动“交通堵塞”构成各种各样的视觉障碍:从闯红灯当视觉注意力在其他地方,在autism-affected揭示大脑。

做这种工作,研究人员需要一个可靠的“地图”所有的大脑视觉区域与特定的坐标为每一个独特的大脑。画地图需要监视和记录数据从一个活跃的、工作的大脑,这通常意味着创建一个窗口的头骨看血液流动的活动。

海德尔的团队开发了一种更好的方法——一种新的更稳定的窗口,并允许长期研究。华莱士·h·库尔特的助理教授生物医学工程系乔治亚理工大学和艾莫利大学今年2月发表的一篇论文中解释了科学报告,一个开放的访问论坛自然出版。

得到一个清晰的大脑的视觉形象网络,海德尔的实验室使用一个称为血流成像的技术,追踪氧气在血液中,测量老鼠大脑的活跃的和不活跃的区域而动物视觉刺激的看法。捕获一个强大的血流信号,研究人员通常创建一个颅窗通过稀释它的头骨或删除一个。醒着,这些程序可以减少稳定脉冲的大脑——精致的电生理测量不利条件后在同一视觉区域成像。

“标准windows给予很好的血管的照片,“海德说。”,但其缺点是,如果您正在使用一个动物学习如何执行一个复杂的任务,需要几周的训练,和你想做神经记录从大脑后,该地区被破坏如果头骨缺失或减少”。

团队的新的高质量的颅窗系统允许血流成像和稳定的电子记录数周甚至数月。秘诀是外科胶水叫Vetbond——包含cyanoacrylate,相同的化合物的管管万能胶,微小的玻璃窗户。

基本上,一层薄薄的胶水应用于颅骨微量吸液管和弧形玻璃盖玻片之上。cyanoacrylate创建了一个“透明头骨”的效果。海德尔的团队开发了新窗口系统,然后审查的准确性产生视觉大脑地图。

“有时最简单的事情。胶水创建了一个屏障,允许所有的正常生理过程在进行,但骨是透明的,”海德说。“这就像把一个保护器在你的智能手机。保护器在玻璃表面,但一切都保持清晰,运作。”

海德尔的方法将帮助他的团队完成更大的目标——测量大脑中的神经元活动的视觉通路和了解神经交通拥堵减少我们的视觉注意力,以及这些过程可能导致自闭症患者的视觉障碍。工作得到提升,由于最近的支持西蒙斯基金会自闭症研究倡议。

海德说适当的大脑功能的研究需要重复测量的神经活动,所以他公开了新窗口系统。

“我们认为,这将为其他研究人员有用的工具,”他说。“我们的代码,所有的硬件,系统的所有规格,一切,完全公开,这样别人可以自己试一试。我们在研究中设计了这个使用大脑的视觉,但它可以被用来研究其他大脑区域,允许研究人员长期实验,同时保持大脑稳定健康。”

参考:Nsiangani,罗萨里奥J,叶AC, et al。优化完整头骨内在信号成像为后续有针对性的电生理学在鼠标视觉皮层。Sci代表。2022;12 (1):2063。doi:10.1038 / s41598 - 022 - 05932 - 2

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