Egy, a Stanford School of Engineering által kifejlesztett olcsó technika megmutatja, hogy a döntések miként világítják meg az agyat. Ez az optikai módszer egyidejűleg képes rögzíteni az egér agykérgének teljes felületén a neuronok aktivitását.
A COSMOS a Stanford School of Engineering által kifejlesztett módszer, mely segít a kutatóknak megérteni, hogyan működik az agyunk – ezzel előmozdítva újfajta gyógyszerek kifejlesztését is. A feltalálók útmutató weboldalt hoztak létre, hogy más kutatók is felépíthessék saját, viszonylag olcsó COSMOS-rendszerüket.
Amikor interakcióba lépünk a világgal, és ehhez kapcsolódóan döntéseket hozunk, akkor tulajdonképpen neuronhálózatunk számításaira támaszkodunk. De vajon tudjuk-e, pontosan hogyan zajlanak ezek a számítások?
Ahhoz, hogy ezt a kérdést megválaszolhassák, a kutatóknak egyszerre kellett megfigyelniük a kísérleti egerek agyában zajló, sok-sok neuronon végigfutó agyi tevékenységet.
A Stanford egyetem kutatócsoportja, Karl Deisseroth biomérnök és Gordon Wetzstein villamosmérnök vezetésével olyan optikai megoldást fejlesztett ki, amely képes azonos időben rögzíteni az egész felületre elterjedt egy egér agykérge teljes felületének neuronaktivitását, ami kulcsfontosságú a döntések meghozatalában. A kutatók megállapításaikat májusban tették közzé a Neuron című folyóiratban.
Az agy optikai vizsgálata önmagában nem új ötlet, már régóta alkalmaznak fényalapú technológiákat erre a célra, és ismert az is, hogyan lehet az agyi aktivitást nyomon követni fluoreszcens festékek és fehérjék felhasználásával, amelyeket alkalmazva az aktív neuronok fényt bocsátanak ki. Mindeddig azonban az ilyen optikai technikák nem tudták rögzíteni a sok idegsejtből származó halvány fényhullámokat, amelyek az agykéreg tekervényes felületén oszlanak el, és olyan döntések meghozatalában vesznek részt, mint például hogy az állat iszik-e vizet az előtte lévő tálkából, vagy sem.
Ennek az akadálynak a leküzdésére a Stanford kutatói bifokális mikroszkópot készítettek – a bifokális szemüveghez hasonló eszközt –, amely lehetővé teszi számukra, hogy az agy teljes ívelt felületét fókuszban tartsák.
A bifokális mikroszkóp egyetlen kamerát használ az idegi aktivitás két filmjének rögzítésére egyidejűleg: az egyik az agy oldalára, a másik a középpontra összpontosít. A kutatók ezt a rendszert kortikális megfigyelésnek nevezik szinkron multifokális optikai mintavétel útján (Cortical Observation by Synchronous Multifocal Optical Sampling – COSMOS). A motorikus vezérlés és a döntéshozatal tanulmányozása mellett a csapat a COSMOS-t felhasználja az állatok szenzoros észlelésének tanulmányozására és szűrővizsgálati módszerként jobb pszichiátriai gyógyszerek kifejlesztésére is.
A COSMOS prototípus megépítése viszonylag egyszerű, és kevesebb, mint 50 000 dollárba kerül, ami több százezer dollárral olcsóbb, mint más optikai rendszerek, amelyek az idegműködés dinamikájának rögzítésére szolgálnak.
Hegyi Heni, NEW technology