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

Плюшеголовые сойки не сумели воспользоваться инструментом Плюшеголовые сойки не сумели воспользоваться инструментом

Плюшеголовые разноцветные сойки не могут решить задачу с инструментами

N+1
Как выглядела, пахла и звучала Англия времен Тюдоров: сериалы вам врут Как выглядела, пахла и звучала Англия времен Тюдоров: сериалы вам врут

Какой была Англия в Средние века?

ТехИнсайдер
Синдром беспокойных гениталий и алкаптонурия: 6 загадочный болезней, о которых вы могли даже не слышать Синдром беспокойных гениталий и алкаптонурия: 6 загадочный болезней, о которых вы могли даже не слышать

Какие удивительные диагнозы порой ставят людям?

ТехИнсайдер
Как простить саму себя за измену Как простить саму себя за измену

Как себя вести, если изменила партнеру?

VOICE
Груминг: что это такое и как авторитет и статус становятся инструментами насилия Груминг: что это такое и как авторитет и статус становятся инструментами насилия

Чем груминг отличается от растления или домогательства?

Psychologies
Вопреки мрачным прогнозам потепление не приведет к дефициту кислорода в мировом океане Вопреки мрачным прогнозам потепление не приведет к дефициту кислорода в мировом океане

Без кислорода жизнь невозможна не только на суше, но в океане

ТехИнсайдер
Истребление человеком хищников разделило крупнейший в мире живой организм на три части Истребление человеком хищников разделило крупнейший в мире живой организм на три части

«Лес одного дерева» в Америке перестал возобновляться из-за избытка оленей

N+1
Можно ли превратить линкор в авианосец: вот как это выглядит Можно ли превратить линкор в авианосец: вот как это выглядит

Почему США все еще пытаются вернуть свое барахло в строй?

ТехИнсайдер
Держали на цепи и били плетьми: как кошмарно жил и умер гениальный изобретатель Держали на цепи и били плетьми: как кошмарно жил и умер гениальный изобретатель

За глаза его называли "золотым мальчиком"

VOICE
Большая маленькая Я Большая маленькая Я

«Когда же я повзрослею!» – кокетливо говорит женщина лет 30

VOICE
Как возник в Санкт-Петербурге памятник Чижику-пыжику? Как возник в Санкт-Петербурге памятник Чижику-пыжику?

Памятник Чижику-пыжику — самый маленький монумент в Санкт-Петербурге

Культура.РФ
Разговаривает с деревьями и возит за собой спальню: самые странные причуды нового короля Англии Карла III Разговаривает с деревьями и возит за собой спальню: самые странные причуды нового короля Англии Карла III

После этого любые твои закидоны покажутся заурядным хобби

Maxim
Астрономы уверены, что наконец раскрыли тайну колец Сатурна Астрономы уверены, что наконец раскрыли тайну колец Сатурна

«Потерянная» луна вращалась вокруг планеты, прежде чем была разорвана в клочья

ТехИнсайдер
Дюк Д’Окелюс Дюк Д’Окелюс

Среди работ Вильяма Бруй мозг отключается, ты весь становишься сердцем

Seasons of life
Признать поражение, чтобы одержать победу Признать поражение, чтобы одержать победу

Как Генри Торо ушел из мира и что этим приобрел

Weekend
Маруся Фомина: «Люди и персонажи должны развиваться, иначе я теряю к ним интерес» Маруся Фомина: «Люди и персонажи должны развиваться, иначе я теряю к ним интерес»

Актриса Маруся Фомина — о том, как оправдывать своих персонажей

Grazia
Ход конем Ход конем

Приручение лошади стало первым и важнейшим прорывом в истории человечества

Вокруг света
Как правильно разрешать конфликты в зависимости от психотипа собеседника Как правильно разрешать конфликты в зависимости от психотипа собеседника

Какие бывают психотипы личности? И как с каждым из них нужно решать конфликты?

Psychologies
8 фактов о королеве Елизавете II, в которых она предстает совсем не по-королевски 8 фактов о королеве Елизавете II, в которых она предстает совсем не по-королевски

Факты о королеве Елизавете II, нетипичные для монаршего статуса

Maxim
Сострадать самому себе: как и зачем этому учиться Сострадать самому себе: как и зачем этому учиться

Как с помощью самосострадания можно не только утешить, но и мотивировать себя

Psychologies
«Изобретатели прямо сейчас меняют не только жизни людей, но и сам мир»: Илья Чех о том, как создать успешный киберпанк-проект «Изобретатели прямо сейчас меняют не только жизни людей, но и сам мир»: Илья Чех о том, как создать успешный киберпанк-проект

Правила бизнеса, которые могут помочь каждому изобретателю реализовать свою идею

Правила жизни
Охота к перемене мест Охота к перемене мест

У нас в стране есть фантастические места, где интересно и по-осеннему красиво

Лиза
Гибрид «ридера» и бумаги: в Англии представили новый вид книг с дополненной реальностью Гибрид «ридера» и бумаги: в Англии представили новый вид книг с дополненной реальностью

Ученые поставили точку в вечном споре, какой вид книг лучше

Вокруг света
Уговор дороже денег: стоит ли удерживать уходящих сотрудников Уговор дороже денег: стоит ли удерживать уходящих сотрудников

Что делать, если вы увидели на столе заявление об уходе? Как не совершить ошибку

Forbes
Слепой подводник: что мы знаем о русской выхухоли Слепой подводник: что мы знаем о русской выхухоли

Водяной крот — одно из самых ценных животных нашей страны

Вокруг света
У-вэй: 5 принципов философии «ничегонеделанья» — внедрите их в свою жизнь сегодня У-вэй: 5 принципов философии «ничегонеделанья» — внедрите их в свою жизнь сегодня

Как принципы у-вэй могут помочь человеку в современной жизни?

Psychologies
Топ-10 лучших мест для осенних фотосессий Топ-10 лучших мест для осенних фотосессий

Путешествия осенью особенные: атмосферные, теплые, душевные

Лиза
Онлайн-шопинг Онлайн-шопинг

Онлайн-шопинг давно стал палочкой-выручалочкой. Но у любой палки два конца

Здоровье
Как принять горе и отказаться быть жертвой: 8 мудрых цитат автора книги «Выбор» Эдит Эгер Как принять горе и отказаться быть жертвой: 8 мудрых цитат автора книги «Выбор» Эдит Эгер

Эдит Эгер — как найти опору в себе

Psychologies
«Стильной нужно быть сейчас, а не когда похудеете»: стилист о бодипозитиве и любви к себе «Стильной нужно быть сейчас, а не когда похудеете»: стилист о бодипозитиве и любви к себе

Как найти причины быть красивой в любом весе уже сегодня?

Psychologies
Открыть в приложении