Гибкие электроды позволяют записывать активность спинного мозга во время движения

На этой неделе журнал Cell Reports опубликовал исследование о новой технологии записи активности нейронов в спинном мозге мышей во время движения. Эта технология, названная spinalNET, представляет собой гибкий электрод, который может быть имплантирован в спину мыши. Благодаря гибкости spinalNET, он может двигаться вместе со спинным мозгом во время движения. Это позволяет исследователям записывать нейронную активность у свободно поведенчески активных животных.

Традиционно изучение активности нейронов спинного мозга было сложным, так как спинной мозг двигается во время движения. Существующие методы, основанные на имплантации жестких датчиков, либо повреждают спинной мозг, либо не могут зафиксировать активность отдельных нейронов во время движения.

«До сих пор спинной мозг, в большей или меньшей степени, оставался черным ящиком […] Проблема в том, что спинной мозг сильно двигается во время обычной активности. Каждый раз, когда вы поворачиваете голову или наклоняетесь, спинные нейроны также двигаются,» сказала Лан Луан, соответствующий автор исследования и доцент кафедры электротехники и компьютерной инженерии.

Чтобы решить эту проблему, исследовательская группа Университета Райса, возглавляемая Ю Ву, разработала спинной мозговой сети — spinalNET. Электроды в этом методе в более чем сто раз тоньше человеческого волоса и почти такие же мягкие и гибкие, как и сама нервная ткань. Благодаря этому, они могут двигаться вместе со спинным мозгом во время движения.

С помощью spinalNET исследователи смогли записывать активность нейронов в спинном мозге на протяжении длительного времени и с большой точностью, даже отслеживая один и тот же нейрон на протяжении нескольких дней.

Эта технология имеет потенциал значительно улучшить наше понимание того, как спинной мозг контролирует движение. Изучая активность нейронов спинного мозга во время естественного поведения, исследователи могут получить представление о том, как эти нейроны работают совместно для создания скоординированных движений. Эти знания могут привести к разработке новых методов лечения травм спинного мозга и болезней, которые нарушают движение.

«Способность извлекать такие знания — это первый, но важный шаг в разработке лекарств для миллионов людей, страдающих от заболеваний спинного мозга», — сказала Юй У на новостном портале Rice University News.

Исследователи также признают некоторые текущие ограничения spinalNet. Например, количество нейронов, которые могут быть записаны, ограничено количеством электродов. Кроме того, записи могут со временем ухудшаться.

Будущие исследования должны быть направлены на улучшение долгосрочной стабильности записей и увеличение числа каналов записи.