Нейропиксели – маленький кремний исследует разбавитель, чем человеческие волосы – смогут в один момент сделать запись деятельности сотен нейронов через многократные разные отделы головного мозга у крыс и мышей. Существующие разработки смогут лишь обеспечить подробные эти по небольшим районам мозга, ограничив отечественное познание как ответы в разных частях мозговой координаты, дабы выполнить сложные поведения.
Новые изучения разрешат ученым осознавать мозг на уровне подробности и в масштабе, что ранее казался неосуществимым.Данный новый подход может в конечном итоге разрешить исследователям осознавать, как беспорядки как депрессия либо заболевание Альцгеймера смогут поменять нервные схемы в отечественном мозгу и имели возможность привести к новым методам лечить эти заболевания.В 2018 Нейропиксели будут дешёвы по себестоимости нейробиологам в мире. На данный момент имеется примерно 400 прототипов в тестировании в ведущих научно-исследовательских центрах во всем мире.
Ведущие нейробиологи уже применяют их в собственной работе, дабы раскрыть, как сложные сети клеток головного мозга поддерживают отечественную свойство изучить и принять решения.Человеческий мозг, как думают, есть самый сложным объектом во вселенной с более чем 70 миллиардами нейронов, каковые руководят, как мы думаем, ощущаем и ведем себя. Дабы распутать эту сложность, ученые должны измерить тысячи отдельных нейронов, на всем протяжении мозга, одновременно с этим.
Текущие устройства записи зависят от проволочных электродов, каковые ограничивают число, которое возможно в один момент помещено в мозг; у них, в большинстве случаев, имеется не больше, чем пара дюжин датчиков. У новых кремниевых изучений имеется 960 мест записи, распределенных через большие части мозга, разрешая исследователям сделать запись от большего количества нейронов в один момент в единственном опыте чем когда-либо прежде.
Маленькие сверхчувствительные электроды на Нейропиксельных изучениях смогут сделать запись деятельности сотен отдельных нейронов от многократных отделов головного мозга в реальном времени. Это даст ученым намного более четкую картину как разные части интеллектуального труда совместно, дабы обработать данные. Это имело возможность оказать помощь исследователям лучше осознать, как приняты решения и как чувство отрегулирована.
Нейробиологи применяют крысы и мозг мыши в качестве моделей для людской мозга, как много возможности и структуры соединения, которая существует в людских мозгах кроме этого, существует у грызунов в меньшем масштабе.Изучения были развиты интернациональной командой, финансируемой на $5,5 миллионов от Howard Hughes Medical Institute (HHMI), Университета Аллена Мозговой Науки, Благотворительной организации Гэтсби и Wellcome. Ученые из Кампуса Изучения HHMI Janelia, Университетского колледжа и Института Аллена Лондона (UCL) сотрудничали с инженерами в компании нанотехнологий imec, дабы выстроить и проверить изучения.Нейропиксельные изучения 10 мм длиной (приблизительно тот же самый размер как мозг мыши либо крысы) 70×20μ m широкий, с 100 местами записи за мм.
Изучение машинально преобразовывает электрические сигналы, каковые оно обнаруживает в цифровые эти, готовые к вычислительному анализу. Исследователи в UCL создали новые способы анализа данных, дабы преобразовать те данные в значащую данные о деятельности отдельных клеток головного мозга.Тимоти Харрис, научный сотрудник в Кампусе Изучения HHMI Janelia и фаворит Нейропиксельного сотрудничества сообщил «решение и Каждое действие, которое Вы принимаете, включает сотрудничества миллионов распространения нейронов через Ваш мозг.
Эта новая разработка разрешает нам найти деятельность громадных количеств нейронов от многократных отделов головного мозга с гораздо меньшей трудностью. Я полагаю, что они будут трансформационными и существенно ускорят темп изучения нейробиологии»Маттео Карандини, Следователь Wellcome и нейробиолог в UCL, сообщил, «Чтобы выяснить мозг, что мы должны осознать, как много нейронов распространялось на всем протяжении интеллектуального труда совместно. До недавнего времени было вероятно измерить деятельность отдельных нейронов в определенном месте в мозгу либо продемонстрировать громадные, региональные образцы деятельности – но не сделать обоих одновременно с этим.
Эти изучения – переломный момент. Если Вы размещаете их соответственно, Вы имеете возможность вправду обучаться как разные части интеллектуального труда совместно на нейронном уровне».Эндрю Велчмен, Глава Wellcome по Психическому здоровью и Нейробиологии, заявил, что «Это – большой шаг на встречу к пониманию как интеллектуальные труды. История вычисления показывает, как мелкие кремниевые схемы смогут коренным образом поменять, как мы занимаемся тяжелыми проблемами.
Дабы дать главную аналогию, эти изучения перемещают нас с эры мелких тёмных и белых телевизоров к громадным, показам с плоским экраном с высоким разрешением. Нейропиксельные изучения поменяют то, что мы знаем а также как мы думаем о мозге.
У нас все еще имеется долгий путь, дабы войти в раскрытие тайн мозга, но эта новая разработка – ответственное развитие».В газете Природы исследователи обрисовывают, как Нейропиксели трудятся. Они растолковывают, как они применяли изучения на Два нейропикселя, дабы в один момент сделать запись больше чем 700 прекрасно изолированных единственных нейронов от пяти мозговых структур у мыши. Исследователи кроме этого продемонстрировали, что изучения смогут употребляться в долгосрочных опытах со вольно движущимися животными в опытах с мышами, продержавшимися до 150 дней.
Долговременные опыты разрешают исследователям изучить трансформации в мозгу, следующем из развития, изучения и опыта, и эффектов нейродегенеративных процессов при болезни.Ученые из консорциума представят эти, собранные, применяя Нейропиксельные изучения прототипа на Годовом собрании Общества Нейробиологии в Вашингтоне, округ Колумбия 11-15 ноября 2017.Нейропиксели в действии (Тематическое изучение)
Исследователи в Интернациональной Мозговой Лаборатории трудились с Нейропиксельными изучениями прототипа и помогали вести собственный развитие.International Brain Lab примиряет группы из Англии, США, Франции, Португалии и Швейцарии, дабы раскрыть, как сложные сети клеток головного мозга поддерживают отечественную свойство изучить и принять решения. Разные группы сотрудничают, дабы коллективно осознать единственное поведение у мышей, новый подход, что разрешит большее познание, чем какая-либо единственная лаборатория имела возможность достигнуть один.Они будут применять Нейропиксельные изучения, дабы изучить большое количество разных областей в мозгу мыши, потому, что он добывает продовольствие для еды.
Объединяя эти многократных лабораторий, они смогут сделать измерения во всех областях мозга на клеточном уровне: в один момент делая запись деятельности от 1 000 нейронов у мышей, делающих совершенно верно ту же самую задачу. Лаборатории тогда разделяют собственные данные в режиме реального времени, разрешая им взглянуть на совершенно верно, что происходит в нейронах, распределенных везде по всему мозгу.