Новая технология сочетает метод «расширения» тканей мозга, позволяющий получить изображение с более высоким разрешением, с быстрой 3D-микроскопией с решетчатой подсветкой. С ее помощью ученые смогли отсканировать весь мозг дрозофилы целиком, а также большую часть мозга мыши намного быстрее, чем это было возможно раньше.

Сканирование генерирует огромный объем данных — до десятков терабайт за образец — так что исследователям пришлось придумать технологию параллельных вычислений для обработки изображений.

Они разбивали данные на меньшие блоки, анализировали их по отдельности, и затем «сшивали» обратно, получая единую картину невероятной детализации.

Ученые продемонстрировали эффективность своей разработки, получив изображение слоев нейронов в соматосенсорной коре мыши, увеличив предварительно объем мозга в четыре раза. Они сосредоточились на пирамидальных клетках — основных возбудительных нейронах млекопитающих. Чтобы обнаружить синапсы между этими нейронами, исследователи пометили белки, что позволило им сравнить плотность синапсов в различных регионах коры головного мозга.

При помощи такого метода сканирования можно анализировать миллионы синапсов всего за несколько дней, пишет MIT News.

Исследовательская команда предполагает, что в будущем их разработку применят и для исследования человеческого мозга. Например, для наблюдения за нейронами, отвечающими за формирование памяти, для изучения воздействия сенсорной информации на определенное поведение или для анализа влияния эмоций на процесс принятия решений. На все эти вопросы невозможно ответить при помощи классических технологий, уверены в MIT.

Самая совершенная цифровая копия определенной группы нейронов мозга была создана учеными в прошлом году. Модель впервые интегрирует структурные и функциональные особенности пирамидальных нейронов — главных «строителей» мозга млекопитающих.