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

Робособаку научили карабкаться по стенам враспор Робособаку научили карабкаться по стенам враспор

Как инженеры научили робособаку научили эффективно двигаться по вертикали

N+1
Королева-отец: юнгианский психолог разбирает образ Елизаветы II Королева-отец: юнгианский психолог разбирает образ Елизаветы II

Елизавета II была отцовской фигурой — что это значит?

Psychologies
Физики объяснили радиальные полосы вокруг посадочных модулей на Луне Физики объяснили радиальные полосы вокруг посадочных модулей на Луне

Почему узоры от спускаемых На Луну космических аппаратов практически идентичны?

N+1
Неприятный разговор: почему деньги — запретная тема в отношениях Неприятный разговор: почему деньги — запретная тема в отношениях

Оказывается, секс — не самая запретная тема в парах

Psychologies
Эмоциональный интеллект Эмоциональный интеллект

Новое представление о том, что значит быть «умным»

kiozk originals
Правильная осанка Правильная осанка

Правильная осанка – это условный рефлекс, и его надо вырабатывать

Здоровье
10 культовых вещей из кино. Часть первая, мужская 10 культовых вещей из кино. Часть первая, мужская

Вспоминаем знаменитые куртки, пальто и костюмы мирового кинематографа

Правила жизни
Как пользоваться Midjourney: создаем шедевры вместе с нейросетью Как пользоваться Midjourney: создаем шедевры вместе с нейросетью

Как нарисовать шедевр с помощью нейросети? У нас есть инструкция!

CHIP
Динозавры уже были на грани вымирания к тому моменту, когда на Землю обрушился метеорит Динозавры уже были на грани вымирания к тому моменту, когда на Землю обрушился метеорит

Вымирание динозавров остается спорным по целому ряду причин

ТехИнсайдер
Равная Халку: удалась ли новая попытка добавить феминизм во вселенную Marvel Равная Халку: удалась ли новая попытка добавить феминизм во вселенную Marvel

«Женщина-Халк» — отражение эпохи Time’s Up и #MeToo

Forbes
Ранний подъем и строгий распорядок помогают стареть красиво Ранний подъем и строгий распорядок помогают стареть красиво

Есть что-то в том, чтобы рано вставать и оставаться активным весь день

ТехИнсайдер
5 небанальных цветовых комбинаций на осень, которые выглядят дорого 5 небанальных цветовых комбинаций на осень, которые выглядят дорого

Колорблокинг - самый нужный навык последних сезонов

VOICE
Туннельный эффект помог провести радикальные химические реакции Туннельный эффект помог провести радикальные химические реакции

Химики проводят радикальные реакции без использования токсичных реагентов

N+1
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
Города майя до сих пор отравлены ртутью Города майя до сих пор отравлены ртутью

Спустя 900 лет, почва в городах майа остается опасной из-за загрязнения ртутью

ТехИнсайдер
Контакт с природой: 3 причины завести комнатные растения Контакт с природой: 3 причины завести комнатные растения

Комнатные растения приносят пользу нашему физическому и психическому здоровью

Psychologies
Фрагменты вместо речи Фрагменты вместо речи

«С любовью и яростью»: Клер Дени тягается с Роланом Бартом

Weekend
Красноглазые квакши выбрали партнеров по вибрации веток от их брачных криков Красноглазые квакши выбрали партнеров по вибрации веток от их брачных криков

Песни красноглазых квакш оказались бимодальными

N+1
Сколько весит Британская корона? Краткая история тысячелетней монархии Сколько весит Британская корона? Краткая история тысячелетней монархии

Британская монархия — это красиво

ТехИнсайдер
История одной вещи: ипликатор Кузнецова, который убил своего создателя История одной вещи: ипликатор Кузнецова, который убил своего создателя

Ипликатор Кузнецова — самое продаваемое медицинское изобретение времен СССР

Правила жизни
Выживание посреди океана: как морскую воду превратить в пресную не имея ничего под рукой Выживание посреди океана: как морскую воду превратить в пресную не имея ничего под рукой

Как добыть воду на необитаемом острове?

ТехИнсайдер
Неравенство и супераппы: как устроен финтех-рынок Узбекистана и чего там не хватает Неравенство и супераппы: как устроен финтех-рынок Узбекистана и чего там не хватает

Какие ниши в Узбекистане свободны и за какими финтех-сервисами будущее?

Forbes
Путешествие во времени: как перестать бояться будущего и научиться жить в настоящем Путешествие во времени: как перестать бояться будущего и научиться жить в настоящем

Как планировать будущее, чтобы пожить, наконец, в настоящем

VOICE
7 способов решиться на перемены в жизни 7 способов решиться на перемены в жизни

Отказаться от старой привычки, начать новое дело — как на это решиться?

Psychologies
Что говорит создатель советского «Птичьего молока» о современных тортах: ты удивишься, когда узнаешь! Что говорит создатель советского «Птичьего молока» о современных тортах: ты удивишься, когда узнаешь!

Откуда и как в СССР появился торт «Птичье молоко»

VOICE
4 способа легче переживать неприятные события 4 способа легче переживать неприятные события

Можно ли принять плохие эмоции, не увязнув в бесконечных сожалениях?

Psychologies
7 фраз, которые разрушают самооценку ребенка 7 фраз, которые разрушают самооценку ребенка

Предостерегаем вас от ядовитых замечаний, которые подрывают веру детей в себя

Psychologies
Любовные сигналы: что язык тела расскажет об отношениях? Любовные сигналы: что язык тела расскажет об отношениях?

О чем нам сообщают телесные послания?

Psychologies
92 тысячи за половину Сахалина: как Россия и Япония мир заключили 92 тысячи за половину Сахалина: как Россия и Япония мир заключили

Современные историки оспаривают число потерь в Русско-японской войне

Вокруг света
Подберите себе собаку по вашему темпераменту: пять пород собак — пять типов личности Подберите себе собаку по вашему темпераменту: пять пород собак — пять типов личности

Пушистого друга лучше выбирать исходя из особенностей вашего характера!

ТехИнсайдер
Открыть в приложении