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

«Тайные безумцы Российской империи XVIII века» «Тайные безумцы Российской империи XVIII века»

Как органы политического сыска ставили диагнозы

N+1
Корейские семейные саги и британские детективы: новые сериалы, которые стоит увидеть Корейские семейные саги и британские детективы: новые сериалы, которые стоит увидеть

Интриги, семейные истории, детективы — сериалы, которые вас увлекут

Forbes
Почему Марс красный? Ученые связали это с наличием воды в прошлом планеты! Почему Марс красный? Ученые связали это с наличием воды в прошлом планеты!

Почему знаменитая Красная планета именно такая? Ученые, похоже, нашли объяснение

ТехИнсайдер
История купальника: как борьба за право раздеться привела к обратному результату История купальника: как борьба за право раздеться привела к обратному результату

Раньше женщинам запрещали раздеваться, а теперь — одеваться

Forbes
Ирландская загадочность, стиль и бездонные голубые глаза: 7 лучших фильмов с Киллианом Мерфи Ирландская загадочность, стиль и бездонные голубые глаза: 7 лучших фильмов с Киллианом Мерфи

Самые знаковые работы харизматичного актера Киллиана Мерфи

Psychologies
Сильная доля: пять женщин, которые изменили академическую музыку Сильная доля: пять женщин, которые изменили академическую музыку

Композиторы, которые нарушили гендерное однообразие в сфере классической музыки

Forbes
Яхты Яхты

Всё, чем смогла удивить за прошедший год индустрия люксового яхтостроения

Robb Report
Заюшки Заюшки

Вера Богданова стремительно ворвалась в литературу

Правила жизни
Последний аргумент: как женщины сражались на дуэлях Последний аргумент: как женщины сражались на дуэлях

Дуэль — это прерогатива мужчин, но женщины тоже участвовали в поединках

Forbes
5 ошибочных стратегий воспитания 5 ошибочных стратегий воспитания

Предлагаем взглянуть на методы воспитания с точек зрения: родителя и ребенка

Psychologies
«Тяжелые времена для обувного бизнеса»: почему закрылся бренд, который обувал Урганта «Тяжелые времена для обувного бизнеса»: почему закрылся бренд, который обувал Урганта

История российского обувного бренда Gottlieb Schwarz

Forbes
Опять начинается Опять начинается

Как мужчине перестать жалеть о том, что он почему-то не сделал в юности

VOICE
Кто за штурвалом? Кто за штурвалом?

Что тормозит наступление эры беспилотных судов

Y Magazine
В Словакии обнаружили массовое захоронение людей без черепов эпохи неолита В Словакии обнаружили массовое захоронение людей без черепов эпохи неолита

Археологи раскопали траншею с останками как минимум 35 человек

N+1
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
Выходить на улицу станет опасно: смотрим карту теплового стресса на Земле к 2100 году Выходить на улицу станет опасно: смотрим карту теплового стресса на Земле к 2100 году

Шкалу температур для котельных ученые уже применяют к обычной погоде на улице

Вокруг света
«Пять дней после катастрофы»: сериал о том, как ураган превратил больницу в тюрьму «Пять дней после катастрофы»: сериал о том, как ураган превратил больницу в тюрьму

Как «Пять дней после катастрофы» препарирует жанр судебно-медицинской драмы

Forbes
Как в Советском Союзе, а затем и в России появилась Coca-Cola Как в Советском Союзе, а затем и в России появилась Coca-Cola

Неужели Coca-Cola в СССР привез маршал Жуков?

СНОБ
10 главных проблем с зубами и как их избежать: советы стоматологов 10 главных проблем с зубами и как их избежать: советы стоматологов

Если вовремя обратить внимание на эти проблемы, не придётся ходить к стоматологу

ТехИнсайдер
7 опасных бьюти-трендов от известных блогеров 7 опасных бьюти-трендов от известных блогеров

Почему вам не стоит следовать этим бьюти-трендам

Лиза
В черной-черной Русалочке: почему мы так реагируем на смену расы персонажа В черной-черной Русалочке: почему мы так реагируем на смену расы персонажа

Откуда столько ненависти к черной Русалочке?

VOICE
Забыть и жить дальше: ученые нашли фермент, который контролирует травматические воспоминания Забыть и жить дальше: ученые нашли фермент, который контролирует травматические воспоминания

Открытие, которое поможет в лечении пациентов с ПТСР и другими расстройствами

Вокруг света
Больше не Лилибет: как Елизавета II узнала, что стала королевой Больше не Лилибет: как Елизавета II узнала, что стала королевой

Елизавета II стала королевой, находясь за пределами Великобритании

Forbes
Дорогой кофе надолго Дорогой кофе надолго

На смену бразильским проблемам с кофе идут вьетнамские

Эксперт
Сам себе коуч Сам себе коуч

Такой вы актрису Глафиру Тарханову еще не видели

OK!
Записки отельера: история о любви во всех проявлениях и выборе между долгом и собой Записки отельера: история о любви во всех проявлениях и выборе между долгом и собой

Это история без морали, но жизни, какая она есть

Правила жизни
Почему сегодня так трудно быть родителем: отношение общества к семье Почему сегодня так трудно быть родителем: отношение общества к семье

Отрывок из книги «Между заботой и тревогой» — как общество влияет на родителей

Psychologies
Долго и счастливо: как ухаживать за одеждой, чтобы она дольше сохраняла магазинный вид Долго и счастливо: как ухаживать за одеждой, чтобы она дольше сохраняла магазинный вид

Делимся базовыми лайфхаками, которые помогут продлить жизнь любимым вещам

ТехИнсайдер
Red hot Red hot

Актриса Лукерья Ильяшенко — о стиле своих героинь и мужских вещах

OK!
«Японские мифы». От кицунэ и екаев до «Звонка» и «Наруто» «Японские мифы». От кицунэ и екаев до «Звонка» и «Наруто»

Отрывок из книги «Японские мифы. От кицунэ и екаев до "Звонка" и "Наруто"»

N+1
Открыть в приложении