Швейцарские ученые разработали новый метод отслеживания электрической активности нервных клеток – нейронов. Для этого слой нервной ткани облучается лучом лазера, а картина активности получается благодаря вычислениям, схожим с теми, которые «работают» в голографии. Авторы назвали свой метод голографической микроскопией. Они надеются, что он найдет свое применение, например, в тестировании лекарств, предназначенных для защиты мозга.

Метод будет использоваться для работы с искусственно выращенными популяциями нервных клеток, которые распределяются довольно тонким слоем. Через этот слой пропускаются импульсы лазерного излучения. Проходя через прозрачные клетки, «залпы» света деформируются определенным образом – в зависимости от формы и содержания клеток, что регистрируется детекторами.

Рис. 1. Электрическая активность отражается на оптических свойствах клеток, что и позволяет исследовать ее без каких-либо электродов и красителей.

Когда нейрон возбуждается, каналы на его мембране открываются и в него устремляется поток ионов и воды.

«Изменение количества содержащейся воды делает показатель преломления клетки иным, так что мы можем отслеживать электрические токи без электродов», – говорит Пьерре Магистретти, возглавлявший исследование.

Основанные на электродах методы могут отслеживать активность только небольшого числа нервных клеток (порядка единиц, редко – десятков).

Голографическая микроскопия позволяет увидеть активность большего числа клеток. Изображение может захватываться с частотой до 500 кадров в секунду, так что метод обладает хорошим пространственным и временным разрешением.

Ученые планируют изучать подобным методом жизнь нервных клеток, выращенных в специальных питательных растворах. Применяя к таким объектам различные стрессирующие факторы и потенциальные лекарственные средства, они надеются получить важную информацию об эффективности подобных лекарств. В будущем они также планируют расширить применимость метода до срезов мозга.