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

Неустойчивость Рэлея — Плато заставила квантовую жидкость разделиться на капли Неустойчивость Рэлея — Плато заставила квантовую жидкость разделиться на капли

Физики увидели, как квантовая жидкость разделилась на несколько отдельных капель

N+1
Ушёл в историю Ушёл в историю

Почему в России никогда не будет второго Горбачёва и второй перестройки

Дилетант
Как организм слонов смог победить рак, и может ли человек достичь этого Как организм слонов смог победить рак, и может ли человек достичь этого

Генетическая загадка слонов: почему эти гиганты почти не болеют онкологией?

ТехИнсайдер
Что будет, если есть кабачки каждый день? 6 фактов про пользу и вред «кустовой тыквы» Что будет, если есть кабачки каждый день? 6 фактов про пользу и вред «кустовой тыквы»

Чем хорош овощ, без которого невозможно приготовить рататуй?

Вокруг света
Исследование показало, что подростки, которые рано ложатся спать, обладают более острым мозгом Исследование показало, что подростки, которые рано ложатся спать, обладают более острым мозгом

Подростки, которые ложатся спать раньше, как правило, обладают более острым умом

Inc.
Стоп-лист: мастер маникюра рассказала, какие 5 вещей никогда не сделает со своими ногтями Стоп-лист: мастер маникюра рассказала, какие 5 вещей никогда не сделает со своими ногтями

Свежий маникюр — лучший способ почувствовать себя на миллион долларов

VOICE
Что такое гидроусилитель руля и как он работает Что такое гидроусилитель руля и как он работает

Как гидроусилитель руля сделал жизнь водителей проще

РБК
Что такое йодид калия, и чем он может помочь при радиоактивном заражении Что такое йодид калия, и чем он может помочь при радиоактивном заражении

Зачем нужен йодид калия и почему его нельзя принимать просто так?

ТехИнсайдер
Главные писатели-эмигранты из России. Узнаете ли вы всех? Главные писатели-эмигранты из России. Узнаете ли вы всех?

Самые знаменитые "культурные" эмигранты

ТехИнсайдер
Помощники и угроза: что могут тараканы-киборги Помощники и угроза: что могут тараканы-киборги

Эпоха насекомых-киборгов наступает прямо на наших глазах

Forbes
Черным по белому: как распознать депрессию по сообщениям в чате Черным по белому: как распознать депрессию по сообщениям в чате

Маркеры, позволяющие заметить упаднические настроения собеседника по переписке

Psychologies
6 самых полезных привычек 6 самых полезных привычек

Топ-лист полезных привычек

Лиза
Elman Elman

Блиц-опрос певца и продюсера Эльмана Зейналова

ЖАРА Magazine
Выделения из влагалища вместо духов: чем опасен новый интернет-тренд? Выделения из влагалища вместо духов: чем опасен новый интернет-тренд?

Что такое ваббинг и опасен ли он?

Psychologies
Самовольная: как женщины на Руси разводились с мужьями и что им за это было Самовольная: как женщины на Руси разводились с мужьями и что им за это было

Что делали женщины на Руси, если сил жить с мужем уже не было?

VOICE
Аллергия на секс: как жить с непереносимостью латекса, лубрикантов и спермы Аллергия на секс: как жить с непереносимостью латекса, лубрикантов и спермы

Как быть, если секс вызывает физическое раздражение и аллергию?

СНОБ
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
Как запустить мобильное приложение на iPhone: разработчики назвали главные сложности работы с iOS Как запустить мобильное приложение на iPhone: разработчики назвали главные сложности работы с iOS

В чем особенности разработки приложений для операционной системы iOS

ТехИнсайдер
«Принятие уязвимого состояния — черта сильных духом людей»: зачем проживать боль «Принятие уязвимого состояния — черта сильных духом людей»: зачем проживать боль

Только осознав и приняв боль, можно стать сильнее

Psychologies
Кто заходил на мою страницу ВКонтакте: можно ли это узнать? Кто заходил на мою страницу ВКонтакте: можно ли это узнать?

Возможно ли узнать, кто заходил на вашу страницу ВКонтакте?

CHIP
Титул Камиллы: как самая ненавидимая женщина Великобритании стала королевой-консортом Титул Камиллы: как самая ненавидимая женщина Великобритании стала королевой-консортом

Что для Камиллы Паркер-Боулз значит титул королевы-супруги?

Forbes
Жители Владимира XIII века оказались непохожи на своих соседей Жители Владимира XIII века оказались непохожи на своих соседей

Антропологи исследовали останки, обнаруженные в санитарном погребении

N+1
Чистокровный Чистокровный

Чистокровный люксовый кроссовер

Автопилот
Как эффективно работать на удаленке и не выгорать: способы организации работы дома Как эффективно работать на удаленке и не выгорать: способы организации работы дома

Как организовать свою работу дома, чтобы не выгореть и ни на что не отвлекаться

ТехИнсайдер
Псалом Псалом

Феноменальный успех пришел к Степновой после выхода книги «Женщины Лазаря»

Правила жизни
Как многодетная мать в декрете запустила бизнес по подбору одежды и привлекла 18 млн руб. от совладельца «Персоны» Как многодетная мать в декрете запустила бизнес по подбору одежды и привлекла 18 млн руб. от совладельца «Персоны»

Как Ольга Ким создала бизнес по подбору и доставке одежды в боксах Style Box

Inc.
Настасьин лес Настасьин лес

На картинах Насти Худяковой пробиваются сочные ростки, для тайги не простые

Seasons of life
Американский космизм Американский космизм

В США показывают самое большое в мире произведение современного искусства

Weekend
Профессор психологии назвала 7 признаков нарциссического родителя: «Это токсичный способ воспитания детей» Профессор психологии назвала 7 признаков нарциссического родителя: «Это токсичный способ воспитания детей»

Родительство требует эмпатии и сострадания

Inc.
«Травматичный опыт»: как школа влияет на самооценку россиян «Травматичный опыт»: как школа влияет на самооценку россиян

Почему многие выходят из школы травмированными?

Psychologies
Открыть в приложении