Учёные отследили активность мозга по отдельным клеткам в течение суток ^{CEFR B2}

Исследователи объединили лабораторный протокол маркировки активных клеток с математическим и вычислительным анализом, чтобы проследить активность нейронов и сетей во времени. Работа выполнена на мышиных моделях и опубликована в PLOS Biology.

В проекте участвовали группы из трёх стран: Университет Мичигана отвечал за математические и вычислительные рабочие процессы, команды в Японии и Швейцарии разработали экспериментальные инструменты. Японская группа под руководством Хироки Уэды в RIKEN применила световую листовую микроскопию и генетическую маркировку, в результате чего активные нейроны светились на трёхмерных изображениях мозга.

Основной результат — устойчивый сдвиг активности по мозгу в течение суточного цикла. По мере пробуждения у мышей активность обычно начиналась в глубинных субкортикальных слоях, а затем очаги смещались к коре на поверхности. Учёные описывают это как перестройку того, какие сети «ведут» в разное время.

Частично исследование мотивировано желанием понять усталость: старший автор Дэниел Форгер отметил надежду на сигнатуры, указывающие на степень усталости, что могло бы помочь оценивать готовность в ответственных профессиях, например пилотировании или хирургии. Соавторы подчёркивают, что вычислительные подходы универсальны и их можно адаптировать к более грубым человеческим данным (EEG, PET, MRI) и к другим животным моделям для изучения болезней, таких как Альцгеймер и Паркинсон. Команда посвятила работу Стивену Брауну; исследование финансировалось Национальным научным фондом США, Офисом исследований Армии США и Human Frontier Science Program.