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

Экосистемы с обилием бабочек лучше адаптировались к внезапным засухам Экосистемы с обилием бабочек лучше адаптировались к внезапным засухам

Как бабочки делают экосистемы более устойчивыми к засухам

N+1
Такой, как она, больше нет: какой мы запомним королеву Елизавету II Такой, как она, больше нет: какой мы запомним королеву Елизавету II

Елизавета II — уникальная женщина в истории не только Великобритании, но и мира

VOICE
Чувствительность к горькой пище связана с заболеваниями почек и биполярным расстройством Чувствительность к горькой пище связана с заболеваниями почек и биполярным расстройством

Как отвращение к горькому вкусу брокколи связано с вашим здоровьем?

ТехИнсайдер
С натяжкой. Как самостоятельно избавиться от второго подбородка С натяжкой. Как самостоятельно избавиться от второго подбородка

Комплекс упражнений и инструкция по массажу от эксперта по фейсфитнесу

Лиза
Как путешествия меняют нас: 5 не заметных глазу трансформаций Как путешествия меняют нас: 5 не заметных глазу трансформаций

Как путешествия влияют на наше ментальное и физическое здоровье?

ТехИнсайдер
Европротокол: как его оформить правильно и не совершить ошибок Европротокол: как его оформить правильно и не совершить ошибок

Даже при наличии полиса ОСАГО или каско от ДТП никто не застрахован

РБК
Боли, выделения, кровь: как стрессовые ситуации влияют на женское здоровье и что с этим делать Боли, выделения, кровь: как стрессовые ситуации влияют на женское здоровье и что с этим делать

Что делать, если из-за нервов у тебя возникли проблемы ниже пояса

VOICE
Картёжник и дуэлянт: 5 фактов об Александре Пушкине, о которых вы могли не знать Картёжник и дуэлянт: 5 фактов об Александре Пушкине, о которых вы могли не знать

Кто не знает Александра Сергеевича Пушкина, одного из величайших поэтов?

ТехИнсайдер
MacBook против ноутбука на Windows: как выбрать между ними? MacBook против ноутбука на Windows: как выбрать между ними?

Дебаты о MacBook и ноутбуках на Windows ведутся десятилетиями

ТехИнсайдер
Манекен лося и запоры скорпионов: за что ученым раздали Шнобелевскую премию — 2022 Манекен лося и запоры скорпионов: за что ученым раздали Шнобелевскую премию — 2022

Эти открытия только с одной стороны их открытия выглядят смешными

Maxim
Как вытащить засевшую в грязи машину без трактора самому: вот несколько способов Как вытащить засевшую в грязи машину без трактора самому: вот несколько способов

Как вытащить автомобиль безопасно для людей и самой машины

ТехИнсайдер
Путешествие во времени Путешествие во времени

Рассказываем, как планировать будущее, чтобы пожить наконец в настоящем

VOICE
Как правильно сушить грибы дома Как правильно сушить грибы дома

Как засушить грибы и какие блюда можно с ними приготовить

Лиза
Охотник на студенток: история маньяка Бориса Гусакова, делавшего скульптуры из тел Охотник на студенток: история маньяка Бориса Гусакова, делавшего скульптуры из тел

До сих пор никто точно не знает, сколько жизней на совести этого преступника

VOICE
Австралийцы обнаружили древнейшие сердца возрастом 390-370 миллионов лет. Это сердца панцирных рыб Австралийцы обнаружили древнейшие сердца возрастом 390-370 миллионов лет. Это сердца панцирных рыб

Первые сердца принадлежали древним рыбам плакодермам

N+1
Вырасти из трех детских платьев Вырасти из трех детских платьев

История бренда Molinialife, который начался с 1800 рублей

Inc.
Лавандовый рай Лавандовый рай

Вилла в стиле прованс на Лазурном Берегу

SALON-Interior
Как «Сбер» набирает топ-менеджеров с помощью игр Как «Сбер» набирает топ-менеджеров с помощью игр

Какой подход для подборки кандидатов придумал «Сбер»

Forbes
8 модных приемов для женщин, которые помогут выглядеть современнее и моложе 8 модных приемов для женщин, которые помогут выглядеть современнее и моложе

Несколько нехитрых приемов, которые помогут скинуть пяток-другой лет

Лиза
Как быстро продать квартиру Как быстро продать квартиру

Что влияет на скорость продажи недвижимости?

СНОБ
Золотой корсет и колготки: 5 фирменных нарядов Бориса Моисеева, которыми он шокировал задолго до современных звезд Золотой корсет и колготки: 5 фирменных нарядов Бориса Моисеева, которыми он шокировал задолго до современных звезд

Все, к чему прикасался этот человек, становилось художественно скандальным

VOICE
Две лже-Екатерины Две лже-Екатерины

Волею судеб русские портреты оказались разбросаны по музеям всего мира

Дилетант
Что будет, если не бороться с паническими атаками, и как их лечит врач-психиатр Что будет, если не бороться с паническими атаками, и как их лечит врач-психиатр

Что произойдет, если не лечить панические атаки, и как построена терапия

Psychologies
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?

ТехИнсайдер
Ученые Гарвардской медицинской школы выяснили, когда лучше есть, чтобы снизить риск депрессии Ученые Гарвардской медицинской школы выяснили, когда лучше есть, чтобы снизить риск депрессии

Почему нужно питаться по циркадным ритмам?

Inc.
Кашель проходит через пару дней: лучшие домашние ингаляции, которые рекомендуют врачи Кашель проходит через пару дней: лучшие домашние ингаляции, которые рекомендуют врачи

Над чем бы подышать, чтобы выздороветь?

ТехИнсайдер
Вдох-выдох! 7 книг, которые поддержат и помогут адаптироваться к переменам Вдох-выдох! 7 книг, которые поддержат и помогут адаптироваться к переменам

Книги, которые помогут вам пережить тяжелые времена

ТехИнсайдер
Как АНБ получает наши личные данные и что с ними делает? Как АНБ получает наши личные данные и что с ними делает?

Как и зачем секретные службы собирают миллионы звонков, писем и фотографий?

ТехИнсайдер
Как научиться принимать то, что мы не можем изменить Как научиться принимать то, что мы не можем изменить

Отрывок из книги Массимо Пильюччи «Как быть стоиком»

Psychologies
Дар речи. Как развивать речевые навыки у детей Дар речи. Как развивать речевые навыки у детей

Стоит ли беспокоиться, если ребенок не говорит до двух лет

СНОБ
Открыть в приложении