Картинка и видео дня: томография влюблённой мухи

Илл: Университет Калифорнии в Сан-Диего


Изучение мозга мушек-дрозофил  важный элемент нашего понимания того, что такое мозг, как он эволюционировал и каким образом работает. Томографию дрозофилам научились делать достаточно давно, однако, для этого нужно зафиксировать насекомое на предметном столике. Но учёные всегда хотели увидеть в томографе мозг дрозофилы «на свободе», желательно  в свободном состоянии. Желательно — в процессе сложного поведения. Новая технология, разработанная в Университете Калифорнии в Сан-Диего, опубликована в Nature Methods в мае 2016 года.

Мозг мухи-дрозофилы очень удобен для изучения нейронных моделей поведения: во-первых, ведёт она себя достаточно сложно, а во-вторых, её мозг достаточно маленький, всего 100 000 нейронов. Поэтому исследователи стремились во что бы то ни стало научиться «видеть» его активность во время сложных поведенческих актов (например, полового) в естественных условиях.

«Если бы нас на свидании загрузили в фМРТ, то нам бы тоже вряд ли  удалось вести себя достаточно естественно»,

— пишут исследователи в пресс-релизе.

Для того, чтобы посмотреть, что делается в маленьком мозге влюблённой мухи, инженеры и нейробиологи из Института мозга и разума Кавли Университета Калифорнии в Сан-Диего прибегли к множеству ухищрений. Во-первых, они модифицировали саму муху: вскрыли и удалили ей верхнюю часть хитинового «экзоскелета», прикрывающего череп, заменив пластинку липким прозрачным  силиконом. Во-вторых, разработали систему компьютерной съёмки свободно гуляющей мушки с беспрецедентной точностью и частотой кадров. Она получила название Flyception, что дословно можно перевести как «мухосприятие» и снимает с частотой 1000 кадров в секунду.

Flyception


Вращающиеся зеркала точно направляют лазерный луч в мозг дрозофилы, заставляя светиться генетически введённые флуоресцентные маркёры в активных нейронах.  Таким образом учёные могут следить за активностью мозга свободно ходящей мухи.

«Сканирование мозга имеет важное значение для улучшения нашего понимания нейронных механизмов, лежащих в основе поведения и познания. Одна из главных целей сегодняшних неврологических исследований, как это предусмотрено Национальной инициативой по исследованию и моделированию мозга BRAIN, — это карта активности мозга животных в естественном поведения. Так мы можем понять когнитивные функции высшего порядка, и то, как возникают расстройства в ходе совместной деятельности нескольких областей головного мозга. Технология, которую мы разработали — первый шаг в достижении этой цели через мониторинг активности мозга естественно ведущей  себя дрозофилы»,

— отметил Такео Катсуки (Takeo Katsuki), научный сотрудник Института мозга и сознания Кавли Калифорнийского университета в Сан-Диего.

Текст: Алексей Паевский

Flyception: imaging brain activity in freely walking fruit flies by Dhruv Grover, Takeo Katsuki and Ralph J Greenspan in Nature Methods. Published online May 2016 doi:10.1038/nmeth.3866

Читайте материалы нашего сайта в FacebookВКонтакте и канале в Telegram, а также следите за новыми картинками дня в Instagram.

 

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *