Биологи научились видеть работу нейронов в мозге свободно движущихся животных и проследили затем, о чем думает малёк данио-рерио во время охоты на инфузорию. Работа опубликована в журнале Current Biology группы Cell, а ее краткое содержание пересказывает ScienceNow.
Метод основан на использовании специально разработанных флюоресцентных белков-меток. Их свечение меняется в зависимости от концентрации ионов кальция в среде. Поскольку возбуждение нейронов связано с резким возрастанием в клетке количества кальция, такие белки позволяют в буквальном смысле увидеть возбуждение нейрона.
Ученые создали более «яркую» разновидность такого белка-метки (GCaMP) и ввели ее в геном данио-рерио - известной лабораторной рыбки, мальки которой практически прозрачны. Авторы снабдили ген белка специальными управляющими элементами так, чтобы он синтезировался исключительно в нейронах. В результате получились животные, за мозговой активностью которых можно следить при помощи обычного микроскопа и видеокамеры. Мальки при этом могут свободно плавать и заниматься своими делами.
В ходе эксперимента авторы проследили за тем, как работают зрительные зоны среднего мозга рыбок. Эти области (верхнее двухолмие или тектум) у всех позвоночных, в том числе и у человека, связаны со слежением за движущимися объектами.
Ученым удалось буквально увидеть не только возбуждение нейронов при появлении потенциальной пищи - движущейся инфузории. Они смогли даже проследить за тем, как возбуждение в разных нейронах оптических зон зависит от траектории движения этой инфузории.
Ранее флюоресцентные белки уже использовались для визуализации возбуждения нейронов мышей. Однако проследить за работой клеток можно было только на уровне мозга, а не свободно движущегося организма.