С помощью микроскопических щупов ученые научились измерять электрическое напряжение внутри нейронов

Мы догадывались, что остроту ума и тонкость мысли можно объективно оценить с помощью очень тонкого и острого предмета. А специалисты из частного исследовательского Университета Дьюка (США) такой предмет недавно создали и предъявили медицинскому сообществу планеты. Это микрощуп, измеряющий показатели электрического сигнала внутри живых, функционирующих клеток нервной системы человека и животных.

Игла, которая интересуется, как дела внутри нейрона, подключенного в нервную цепь, выполнена из углерода. Изучение реакции нервных клеток на сигналы, поступающие от соседей, поможет установить, каковы их функции в сложной системе головного мозга, трехмерные модели которого в наше время создаются за большие деньги в нескольких странах с развитой медицинской наукой (например, Обама денег дал).

Диаметр «гарпуна» для нейронов — всего 5-10 микрометров. Специалисты из Дьюка испытали устройство на иссеченных фрагментах активной мозговой ткани лабораторной мыши. Все получилось, как было задумано — впервые медики получили запись процессов, происходящих в нейронах позвоночного животного.

Углеродные нанотрубки длиной около миллиметра для этого очень удобны, сообщает автор концепции и эксперимента биохимик Брюс Доналд. Такие трубки (в отличие от «классики» металлических и стекляных электродов прошлого) прочны, биологически совместимы с живыми тканями, хорошо проводят электричество. Поверхность «гарпуна», за исключением его острия, покрыта изолирующим слоем.

Команда Доналда зафиксировала слабые изменения электрической активности внутри клетки, возникающие в ответ на входящие сигналы. Коих много — в коре головного мозга, например, каждый нейрон может получать слабые импульсы от 10 тысяч себе подобных. Обработав их, клетка «решает», стоит ли передавать сигнал через синапс дальше. Вторгшись в один нейрон, ученые получают «гостевой» доступ ко всем его активным соседям и коллегам по ЦНС.

Микрощуп поместить в живой нейрон можно на длительное время, работа клетки от этого не страдает. В планах экспериментаторов — разработка более тонких игл, возможно, толщиной примерно в 100 нанометров. С такими штуковинами несложно будет проникнуть не только в кору, но и в глубинные структуры мозга — покамест мышиного, пребывающего под анестезией. И выяснить, например, что происходит с нервными клетками в процессе запоминания или забывания информации, с точки зрения электродинамики.