Мезоскоп весом со скрепку следит за 8500 нейронами мыши

🧩 Загадка: Как узнать, какая мышь победит в споре за ресурсы, до того как схватка закончится? Ответ — в конце статьи.

Можно ли увидеть, как вспыхивают тысячи нервных клеток мыши, пока она носится по лабиринту и спорит с соседкой за добычу? Долгое время нейробиологи выбирали одно из двух: широкий обзор или свободу движения. Инженеры и биологи из Китая решили, что выбирать больше не нужно. Им удалось уместить целую лабораторную установку в прибор весом со скрепку.

Читайте также: Две буквы и нож: как троян в нейросети перепрограммирует робота

Не микроскоп и не лупа: что же это такое?

Airscope относится к мезоскопам. Такие приборы стоят посередине между микроскопом и макроскопом. Микроскоп видит отдельную клетку, но лишь в крошечном окошке. Макроскоп показывает большую картину, но клеток в ней уже не различить. Мезоскоп умеет и то и другое: он охватывает широкий участок ткани и при этом различает каждую клетку.

Внутри стоит двухмегапиксельный сенсор. Он сжимает картинку и отправляет мегапиксельные кадры по беспроводной связи. Обычно такие инструменты занимают половину лабораторного стола. Здесь объём сократили почти в 100 тысяч раз, а качество сигнала сохранили. Но главное начинается, когда этот прибор оказывается на голове у живой мыши.

Почему раньше мышей приходилось «привязывать»?

Учёные годами упирались в одну и ту же проблему: вес против обзора. Тяжёлые установки видят много, но животное приходится жёстко фиксировать и опутывать проводами. Лёгкие носимые датчики дают мыши свободу, зато показывают участок меньше миллиметра.

Представьте, что вам нужно снять футбольный матч. Можно поставить громоздкую студийную камеру на штатив, но тогда игроки должны замереть перед объективом. Можно прикрепить к игроку крошечную камеру, но она покажет поле словно через замочную скважину. Airscope похож на экшн-камеру на шлеме, которая весит как скрепка и снимает широким углом. Его поле зрения на коре мозга достигает 6 мм, и это рекорд.

Мозг знает победителя заранее

На испытаниях мыши жили обычной мышиной жизнью: бегали по лабиринтам, прыгали, общались друг с другом. Всё это время Airscope записывал активность более 8,5 тысячи отдельных нейронов у каждого зверька. По объёму данных это в 25 раз больше, чем дают любые существующие мобильные трекеры.

Первый же результат вышел почти детективным. Мыши сталкивались в споре за ресурсы, а учёные читали сигналы их головного и спинного мозга. Так за считаные секунды удавалось понять, кто возьмёт верх, хотя схватка ещё не закончилась. Пока всё это проверено только на мышах. Но авторы уже думают, куда пойти дальше.

Зачем такая техника людям?

Ведущий автор работы Дай Цюнхай считает, что Airscope поможет усовершенствовать оптические нейроинтерфейсы, то есть системы связи между мозгом и компьютером. Прибор может пригодиться и для изучения механизмов депрессии.

Ещё одна область применения связана с онкологией и иммунологией. Там важно долго наблюдать, как тяжёлая болезнь развивается внутри живого организма, а не довольствоваться отдельными снимками. Лёгкий беспроводной датчик открывает для этого новые возможности.

Что это значит для нас

Главный урок этой истории в том, что естественное поведение говорит больше, чем поведение в неподвижности. Когда читаете о новых открытиях в работе мозга, обращайте внимание на условия опыта. Свободно ли двигалось животное? Сколько клеток удалось наблюдать одновременно? От этого зависит, насколько выводы близки к реальной жизни.

Стоит следить и за нейроинтерфейсами. Чем легче и точнее становятся датчики, тем ближе устройства, которые смогут наблюдать за мозгом, не мешая человеку жить.

Мышам больше не нужно замирать ради записи, а вам не придётся часами переслушивать свои: расшифровка аудиозаписей превратит лекцию или встречу в текст, где нужную мысль легко найти.

Ещё в «Высоких технологиях»

Как говорить с ИИ, чтобы он перестал отвечать шаблонамиМиф о 10% мозга: чем на самом деле заняты остальные 90%Берни Сандерс против Claude: как ИИ превращает нас в товар

Все материалы раздела →