Квантовый сенсор в алмазе измерил нейронную активность среза мозга мыши

N+1Наука

Алмаз помог измерить нейронную активность мозга на микромасштабе

Елизавета Чистякова

James Luke Webb et. al / arXiv, 2022

Ученые из трех стран неинвазивно измерили нейронную активность мозга мыши на микроуровне с помощью квантового датчика на основе азотно-замещенной вакансии в алмазе. Сенсор способен улавливать сверхслабые магнитные поля, возникающие при прохождении ионных токов в аксонах мозга, а также слабые изменения нейронной активности, подобные тем, что возникают при нейродегенеративных заболеваниях. Метод не требует физического взаимодействия с тканями и, в отличие от магнитоэнцефалографии, не нуждается в таких специфических условиях, как сверхнизкие температуры или высокие плотности атомного газа, пишут ученые в статье на arXiv.org.

Изучение активности мозга на уровне отдельных нейронов интересует ученых не только с научной точки зрения, но и с медицинской. Дело в том, что при нейродегенеративных заболеваниях, таких как болезнь Альцгеймера или склероз, изменения в организме появляются задолго до первых симптомов, в частности возникают нарушения распространения потенциалов действия в мозге. Изучение таких отклонений на микромасштабе может не только помочь ученым понять механизмы возникновения заболевания, но и, вероятно, разработать лечение на ранних стадиях.

На сегодняшний день ранние проявления нейродегенеративных заболеваний изучают на трансгенных мышах с нарушениями, подобными тем, что возникают в мозге больного человека. При этом методы, которые используют ученые, требуют либо вживления электродов в ткани мозга животного, либо использования лазерного излучения вкупе с токсичными красками, чувствительными к напряжению. Подобное грубое взаимодействие с объектом исследования может повлиять на точность результата и делает небезопасным применение технологий in vivo.

Неинвазивные методы исследования, при которых отсутствует взаимодействие с тканями, могли бы помочь избежать таких проблем, однако на сегодняшний день их пространственное разрешение не достаточно велико для наблюдения отдельных нейронов. Наиболее подробную картину нейронной активности с детализацией до 0,5 сантиметра предоставляет магнитоэнцефалография (МЭГ), при которой измеряется сверхслабые магнитные поля, возникающие согласно уравнениям Максвелла при прохождении ионного тока по аксонам. Основной фактор, препятствующий увеличению точности метода — невозможность приближения детекторов вплотную к тканям из-за сверхнизких температур, необходимых для МЭГ на СКВИД-магнетометрах, и высоких плотностей атомного газа в случае МЭГ на SURF-магнетометрах.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Российские иностранцевии заселили Южную Африку незадолго до пермского вымирания Российские иностранцевии заселили Южную Африку незадолго до пермского вымирания

Российские иностранцевии заселили Южную Африку незадолго до пермского вымирания

N+1
Как постирать матрас: 6 шагов к чистой кровати Как постирать матрас: 6 шагов к чистой кровати

Каждому необходимо знать, как сохранить постель в чистоте

TechInsider
В основании ассирийского зиккурата нашли прибалтийский янтарь. Его положили под стену 4000 лет назад В основании ассирийского зиккурата нашли прибалтийский янтарь. Его положили под стену 4000 лет назад

Такие древние находки янтаря так далеко от Балтики встречаются крайне редко

TechInsider
Озонирование воздуха заставило кожу создать вокруг человека окислительное поле Озонирование воздуха заставило кожу создать вокруг человека окислительное поле

Выделяемые кожей человека вещества приводят к образованию вокруг него поля

N+1
От прически до духов: что и почему (не) заводит мужчин От прически до духов: что и почему (не) заводит мужчин

Разбираемся в психологической, исторической, духовной природе пристрастий мужчин

Psychologies
«Я — ветер» «Я — ветер»

Никита Кологривый снялся более чем в 40 проектах и темпы снижать не намерен

OK!
Как мужчины ведут себя в соцсетях (и почему так ужасно) Как мужчины ведут себя в соцсетях (и почему так ужасно)

Шесть типов мужчин в социальных сетях

VOICE
Команда! Команда!

Команды наших любимых брендов — Ushatava и Autentiments

Собака.ru
Выжившая в самой ужасной авиакатастрофе: история Джулианы Кёпке Выжившая в самой ужасной авиакатастрофе: история Джулианы Кёпке

Реальная истории девушки, которая выжила после крушения самолета

VOICE
Семь лайфхаков для бодрого утра Семь лайфхаков для бодрого утра

Даже если вы не жаворонок, можно вставать по утрам легко и с удовольствием

Здоровье
10 культовых вещей из кино. Часть вторая, женская 10 культовых вещей из кино. Часть вторая, женская

Вспоминаем самые известные предметы одежды из истории мирового кинематографа

Правила жизни
С возвратом. Как получить налоговый вычет по ипотеке С возвратом. Как получить налоговый вычет по ипотеке

Все граждане России имеют право на получение налогового вычета при покупке жилья

Лиза
Как спорт прокачивает мозг: физическая нагрузка для тренировки ума и памяти Как спорт прокачивает мозг: физическая нагрузка для тренировки ума и памяти

Что происходит с нашим мозгом, когда мы занимаемся спортом?

TechInsider
Американцы воспроизвели микробиом кишечника человека Американцы воспроизвели микробиом кишечника человека

Ученые собрали вместе 119 видов микроорганизмов, обитающих в кишечнике человека

N+1
Животные могут скорбеть о мертвых так же, как люди: ритуалы смерти из мира дикой природы Животные могут скорбеть о мертвых так же, как люди: ритуалы смерти из мира дикой природы

Как животные переживают смерть сородичей?

TechInsider
Не едят свинину, не пишут иероглифами: почему Китай «перевоспитывает» уйгуров Не едят свинину, не пишут иероглифами: почему Китай «перевоспитывает» уйгуров

Какую политику Китай проводит в Синьцзян-Уйгурском автономном районе

Forbes
Как скачать Майнкрафт и установить на него моды? Как скачать Майнкрафт и установить на него моды?

Как установить Minecraft на компьютер и телефон

CHIP
+10: ненадёжные рассказчики +10: ненадёжные рассказчики

Галерея ненадёжных рассказчиков в русской литературе

Полка
Смех сквозь слезы: приемы аутоюмора в кризисных ситуациях — попробуйте на себе Смех сквозь слезы: приемы аутоюмора в кризисных ситуациях — попробуйте на себе

«Юмор — это всегда немножко защита от судьбы»

Psychologies
«Мясники» в сети: как в США распространяется новая схема интернет-мошенничества «Мясники» в сети: как в США распространяется новая схема интернет-мошенничества

Жестокий алгоритм новой разновидности инвестиционной аферы

Forbes
Нулевая аварийность: какому виду транспорта не грозят катастрофы Нулевая аварийность: какому виду транспорта не грозят катастрофы

Похоже, мир заждался чего-то нового среди транспорта

TechInsider
Отличные фильмы Киану Ривза, которые ты мог забыть или не видел Отличные фильмы Киану Ривза, которые ты мог забыть или не видел

Культурная программа для вечера, посвященного Киану Ривзу

Maxim
«Мой ребенок сделал партак»: как говорить с детьми о тату — сделанных и еще нет «Мой ребенок сделал партак»: как говорить с детьми о тату — сделанных и еще нет

Как быть, если ребенок задумался о татуировке или уже сделал?

VOICE
Средневековье и пиво: как три друга начали производить деревянную посуду для ресторанов Средневековье и пиво: как три друга начали производить деревянную посуду для ресторанов

Как сохранять дружбу с партнерами по бизнесу и легко ли в России найти дерево?

Inc.
Полетим Полетим

Уже в 2030-х можно будет добраться за город на летающем такси

TechInsider
Двое против всего мира: история любви Чарльза и Камиллы, которые ждали разрешения королевы быть вместе 34 года Двое против всего мира: история любви Чарльза и Камиллы, которые ждали разрешения королевы быть вместе 34 года

Принц Чарльз и Камилла Паркер-Боулз полюбили они друг друга еще в семидесятых

VOICE
13 фактов о роме: невероятные порции, сельскохозяйственный ром и даже ром в СССР 13 фактов о роме: невероятные порции, сельскохозяйственный ром и даже ром в СССР

Казалось бы, где мы и где ром?

Maxim
Трупиалы-подкидыши заморили голодом «лишних» сводных братьев и сестер Трупиалы-подкидыши заморили голодом «лишних» сводных братьев и сестер

Птенцы трупиалов лучше всего развиваются в гнездах с двумя сводными братьями

N+1
На Калимантане нашли 30-тысячелетнее погребение сапиенса с ампутированной ногой На Калимантане нашли 30-тысячелетнее погребение сапиенса с ампутированной ногой

Это древнейший достоверный случай хирургической ампутации

N+1
5 колоссальных мегапроектов СССР, которые в итоге так и не достроили 5 колоссальных мегапроектов СССР, которые в итоге так и не достроили

Великие колоссы СССР, так и не дождавшиеся славы

TechInsider
Открыть в приложении