Заветная мечта нейрофизиологов – прижизненное наблюдение за изменениями мембранного потенциала в нейронах бодрствующего млекопитающего, особенно во время разных поведенческих реакций.
Недавно на страницах Nature ученые сообщили о создании генетически кодируемого флуоресцентного индикатора напряжения на мембране, который получил название SomArchon. Препринт работы находится в открытом доступе на BioRxiv.
Какие нейроны активируются при разных поведенческих реакциях млекопитающих? Этот вопрос для нейрофизиологов один из самых важных. И недавно исследователи разработали очередной инструмент для ответа на него – генетически кодируемый флуоресцентный сенсор напряжения на мембране нейронов, который назвали SomArchon.
В сочетании с оптогенетическими подходами он позволяет в течение миллисекунд регистрировать изменения мембранного потенциала, более того, по сравнению с разработанными ранее сенсорами SomArcho nобладает повышенной чувствительностью, позволяет лучше отделять сигнал от шума и, самое главное, одновременно наблюдать за гораздо большим числом нейронов.
С использованием обычной однофотонной микроскопии SomArchon позволяет рутинно анализировать активность приблизительно 13 нейронов одновременно в разных зонах мозга – коре, гиппокампе и полосатых телах – у бодрствующих мышей с фиксированным положением головы. Ученым удалось подробно изучить активность нейронов полосатых тел во время движения у мышей, однако не с помощью инвазивных методов электрофизиологии, а с помощью генетически кодируемого флуоресцентного сенсора.
Более того, благодаря SomArchon исследователи смогли достичь большей точности, чем с использованием распространенных кальциевых сенсоров. С помощью SomArchon нейробиологи также изучали активность нейронов гиппокампа, причем им удавалось регистрировать не только потенциалы действия, но и более слабые, подпороговые ответы нейронов.
Будем надеяться, что SomArchon еще поможет разгадать немало тайн касательно электрической активности нейронов в разных отделах мозга у бодрствующих животных.
Текст: Елизавета Минина