Nyt værktøj muliggør billeddannelse af neural aktivitet med nær-infrarødt lys

En ny, banebrydende værktøj til visualisering af neural aktivitet har konsekvenser for forståelse af hjernens funktioner og lidelser, ifølge ny forskning fra University of Alberta forskere og et team af internationale samarbejdspartnere.

Værktøjet, navngivet NIR-GECO1, identificerer, hvornår en individuel neuron er aktiv ved at overvåge tilstedeværelsen eller fraværet af calciumioner. "Specielt, det udsender nær-infrarødt lys i fravær af calciumioner. Når koncentrationen af ​​calciumioner stiger, det bliver mørkt, " forklarede Robert Campbell, professor ved Institut for Kemi og hovedforfatter på undersøgelsen. "Når en neuron 'fyrer', stiger koncentrationen af ​​calciumioner midlertidigt inde i cellen. Vi ser dette som en dæmpning af det udsendte nær-infrarøde lys."

Forskningen bygger på tidligere arbejde i Campbells laboratorium med fokus på at udvikle et værktøjskasse til visualisering og manipulation af individuelle neuroner. NIR-GECO1 er et protein kodet ind i DNA, gør det mest nyttigt for dyrkede celler i et laboratorium eller i modelorganismer. Teknologien har potentialet til at give forskere mulighed for at bestemme effektiviteten af ​​terapeutiske lægemidler på cellulært niveau, med konsekvenser for at bygge bedre, mere effektive behandlinger til en række presserende helbredstilstande, herunder neurodegenerative sygdomme.

"Væv er relativt gennemsigtigt for nær-infrarødt lys, så dette værktøj har potentialet til at gøre det muligt for forskere at visualisere neuronal aktivitet dybere inde i hjernen, end det er muligt i øjeblikket, " sagde Campbell. "Dette kunne føre til vigtig indsigt inden for områderne læring og hukommelse, forebyggelse og genopretning af slagtilfælde, og neurodegenerative sygdomme."

Papiret, "En genetisk kodet nær-infrarød fluorescerende calciumionindikator, " blev offentliggjort i Naturens metoder .