În premieră: întreaga activitate a unui creier a fost înregistrată video!

Luna trecută, o echipă de oameni de ştiinţă din Japonia anunţa că reuşise să filmeze „gândurile” unui peşte-zebră – activitatea cerebrală a animalului în timp ce acesta îşi urmărea prada. Imaginile de înaltă rezoluţie erau însă limitate la o anumită zonă a creierului, tectumul optic, o zonă cerebrală asociată cu procesele vizuale.

Mai nou, un alt colectiv ştiinţific, condus de specialiştii de la Howard Hughes Medical Institute, SUA, a ajuns la un nou nivel: a reuşit să filmeze tot ceea ce se petrece în creierul unui peşte. Rezultatelele au fost publicate în jurnalul ştiinţific Nature Methods.

Subiectul a fost şi de data acesta un alevin (puiet) de peşte-zebră, ce prezintă marele avantaj de a avea capul transparent, permiţându-le astfel cercetătorilor să filmeze activitatea nervoasă din creier.

Oamenii de ştiinţă au folosit iniţial o tehnică similară cu cea a specialiştilor japonezi: peştii utilizaţi în experimente au fost modificaţi genetic astfel încât, la nivelul neuronilor lor, activitatea sinaptică să se manifeste printr-o emisie de lumină. (Sinapsele sunt conexiunile dintre neuroni, care asigură transmiterea impulsurilor nervoase în creier).

Metoda a fost însă perfecţionată, principala diferenţă fiind tehnologia prin care a a fost înregistrată video activitatatea nervoasă.

Dificultatatea constă în faptul că, în astfel de studii, trebuie înregistrate, în fiecare secundă, zeci de mii de „scăpărări” neuronale, la nivel celular, la o rezoluţie înaltă, ceea ce necesită utilizarea unei camere de filmat extrem de rapide şi care să poată „pătrunde” prin multiplele straturi ale creierului, pentru a înregistra ceea ce se petrece la diferite niveluri.

Savanţii americani au utilizat o tehnică numită “high-speed light-sheet microscopy”, cunoscută de ceva vreme, dar care nu fusese niciodată până acum utiilizată atât de eficient şi cu rezultate atît de impresionante. Iluminând straturi subţiri de numai câţiva micrometri din creier, la diferite niveluri, oamenii de ştiinţă au surprins aproape tot ceea ce se petrecea în creier la fiecare 1,3 secunde.

Astfel, au reuşit să înregistreze activitatea a aproximativ 87% din creierul alevinului de peşte-zebră (o mică parte din imagini s-a pierdut: fie din cauza refracţiei luminii, fie că nu a fost vizibilă din cauza ochilor peştelui, care se interpuneau pe traseul razelor de lumină)

Cca. 92% din total a fost înregistrat la o rezoluţie foarte mare, până la nivelul unei singure celule, ceea ce înseamnă, după estimările savanaţilor, că s-a înregistrat cel puţin 80% din întreaga activitate a creierului, la nivel de neuron.

În următorul deceniu, oamenii de ştiinţă speră să poată realiza studii de acest gen şi pe creierul uman.  Evident, obstacolele sunt foarte mari, făcând lucrurile mult mai dificile decât în cazul alevinilor de peşte-zebră. În afară de faptul că au capul transparent, aceste vietăţi au în creier doar aproximativ 100.000 de neuroni, în vreme ce creierul uman are cca. 90 de miliarde. Iar la obstacolele de ordin tehnic se adaugă cele etice.

Totuşi, reuşita acestor cercetări deschide calea spre studiul aprofundat al activităţii nervoase la om, în contextul unor preocupări tot mai intense ale oamenilor de ştiinţă de a descifra secretele activităţii nervoase superioare – cheia înţelegerii modului în care funcţionează creierul uman.

Sursa: Motherboard