Μια νέα τεχνική για την ταχύτερη και καλύτερη ανάλυση των νευρώνων ανέπτυξαν επιστήμονες στη Βιέννη, ξεπερνώντας ένα από τα πιο βασικά εμπόδια που υπήρχαν μέχρι σήμερα για τη μελέτη του εγκεφάλου.
Όπως αναφέρουν στην έκθεσή τους, η οποία δημοσιεύεται στην ηλεκτρονική έκδοση του επιστημονικό περιοδικού Nature Methods, η νέα μέθοδος βασίζεται στην τρισδιάστατη διανομή του φωτός στο αντικείμενο μελέτης και ήδη τους βοήθησε να καταγράψουν τη δραστηριότητα του 70% των νευρικών κυττάρων στο κεφάλι μικροοργανισμού.
Οι επιστήμονες εξηγούν ότι ένας από τους βασικούς σκοπούς της νευροεπιστήμης είναι η κατανόηση του τρόπου με τον οποίο το νευρικό σύστημα ενός οργανισμού επεξεργάζεται τα στοιχεία που αντιλαμβάνονται οι αισθήσεις και αναπτύσσει τη συμπεριφορά του.
Για να επιτύχουν κάτι τέτοιο, οι επιστήμονες θα πρέπει να έχουν στη διάθεσή τους λεπτομερείς χάρτες για τις συνδέσεις των νευρικών κυττάρων με τον εγκέφαλο, καθώς και πληροφορίες για τον τρόπο με τον οποίο αυτά τα δίκτυα αλληλεπιδρούν σε πραγματικό χρόνο.
Μέχρι σήμερα, οι επιστήμονες έχουν εστιάσει τη μελέτη τους στη δραστηριότητα μεμονωμένων νευρώνων και μικρών δικτύων στον εγκέφαλο ενός μικροοργανισμού με μόλις 302 νευρώνες, αλλά δεν έχουν καταφέρει να χαρτογραφήσουν ολόκληρο νευρικό του σύστημα.
Κι αυτό εξαιτίας των περιορισμών που υπήρχαν στις τεχνικές που είχαν στη διάθεσή τους, αφού η ανάλυση της δραστηριότητας των κυττάρων απαιτεί υψηλή ακρίβεια, αλλά και παράλληλα και την καταγραφή της λειτουργίας όλων των άλλων νευρώνων που απαρτίζουν τον εγκέφαλο.
Σύμφωνα με τους επιστήμονες, η νέα τεχνική που προέκυψε από τη συνεργασία φυσικών και νευροβιολόγων έχει μεγάλες δυνατότητες, καθώς ανοίγει τον δρόμο για τη διεξαγωγή πειραμάτων που μέχρι σήμερα δεν ήταν δυνατόν να πραγματοποιηθούν.
Ένα από αυτά έχει να κάνει με τον τρόπο με τον οποίο ο εγκέφαλος επεξεργάζεται τα σήματα που λαμβάνει από τις αισθήσεις για να «προγραμματίσει» κάποιες συγκεκριμένες κινήσεις και στη συνέχεια να τις εκτελέσει.
Ωστόσο, για να γίνουν όλα αυτά πραγματικότητα, θα πρέπει να εξελιχθούν ακόμα περισσότερο τόσο τα μικροσκόπια, όσο και οι μέθοδοι που χρησιμοποιούνται μέσω υπολογιστών, ώστε οι επιστήμονες να έχουν τη δυνατότητα να παρακολουθούν τον οργανισμό ζώων που κινούνται ελεύθερα.
Όπως εξηγούν οι επιστήμονες, η οπτικοποίηση των νευρώνων απαιτεί τη χρήση ειδικής πρωτεΐνης που φωτίζεται με άλλο χρώμα κάθε φορά που συνδέεται με το ασβέστιο, δείχνοντας έτσι τη δραστηριότητα των νευρικών κυττάρων.
Σύμφωνα με τη νευροβιολόγο Τίνα Σρέντελ, εκ των βασικών συντακτών της επιστημονικής έκθεσης, οι νευρώνες σε οργανισμούς όπως τα σκουλήκια αναπτύσσονται τόσο πυκνά, που οι επιστήμονες αδυνατούν να τους ξεχωρίσουν βλέποντας τις πρώτες εικόνες.
Η λύση για αυτό το πρόβλημα βρίσκεται στην εισαγωγή αισθητήρα ασβεστίου στον πυρήνα και όχι σε ολόκληρο το κύτταρο, ώστε οι εικόνες να δείχνουν τους νευρώνες πιο έντονα.
Τη νέα μέθοδο ανέπτυξαν επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο Βιέννης σε συνεργασία με ερευνητές από το Ινστιτούτο Έρευνας Μοριακής Παθολογίας (IMP) της Βιέννης και τα εργαστήρια Max Perutz (MFPL)
