Biolodzy, chemicy i fizycy połączyli razem siły, by stworzyć absolutnie unikatowe rozwiązanie – obrazowód do precyzyjnego badania aktywności kory mózgowej, hipokampa i głębokich obszarów mózgów żywych zwierząt.

Przedstawione rozwiązanie wymagało unieruchomienia głowy badanej myszy, ale zastosowanie obrazowodu pozwala również na pomiar pracy mózgu podczas ruchu, a więc w czasie naturalnego zachowania zwierzęcia! Co ważne, umieszczenie zminiaturyzowanego obrazowodu w mózgu myszy lub szczura jest mało inwazyjne i nie powoduje u nich dyskomfortu, który mógłby wpłynąć na wyniki obserwacji. Zastosowane rozwiązania są względnie tanie i umożliwiają monitorowanie pracy nawet pojedynczych neuronów!

Obrazowód, stanowiący główny element proponowanego urządzenia, to elastyczne włókno światłowodowe o grubości ok. 0.5 mm, w którym znajduje się blisko 1000 rdzeni. A każdy z rdzeni jest osobnym ‘pikselem’ obrazu. Na obrazowód składają się dwa rodzaje specjalnych szkieł opracowanych w laboratoriach naszego Instytutu. Czy wiecie, że szkła użyte w tym urządzeniu początkowo wykorzystywano w transmisji danych i astronomii?

Obrazowód i jego twórcze wykorzystanie to efekt współpracy Instytutu Biologii Doświadczalnej PAN (zespół prof. Leszka Kaczmarka i dr Rafała Czajkowskiego), Łukasiewicz – IMIF (zespół prof. Ryszarda Buczyńskiego) oraz Instytutu Fizyki Doświadczalnej Uniwersytetu Warszawskiego (zespół dra Radka Łapkiewicza).

Po co to wszystko?

Dziś bada się zwierzęta, ale zdobyta wiedza i doświadczenie w przyszłości pozwolą na dostarczenie informacji m.in. na temat formowania się ludzkich wspomnień, uzależnień, schorzeń psychiatrycznych, chorób degeneracyjnych (np. choroba Alzheimera), a także umożliwi obserwację aktywności genów związanych z procesami uczenia.

Finansowanie: Fundacja na rzecz Nauki Polskiej.

O wynikach badań przeprowadzonych przez wyżej wymienionych naukowców przeczytacie w prestiżowym czasopiśmie „ACS Applied Materials & Interfaces”. 15(10), 12831-12841 (2023). DOI: doi.org/10.1021/acsami.2c22985