Ilmuwan ciptakan alat bioluminesen untuk memantau aktivitas otak

Para peneliti telah mengembangkan alat pencitraan bioluminesen baru yang memungkinkan neuron bercahaya dari dalam, memungkinkan pengamatan aktivitas otak secara real-time tanpa laser eksternal. Inovasi ini, yang disebut CaBLAM, mengatasi keterbatasan metode fluoresensi tradisional dengan menyediakan rekaman yang lebih jelas dan tahan lama pada hewan hidup. Alat ini menjanjikan wawasan lebih dalam tentang fungsi saraf dan aplikasi potensial di luar otak.

Sekitar satu dekade lalu, para ilmuwan di Brown University mulai mengeksplorasi konsep menerangi otak dari dalam menggunakan bioluminesensi. Ide ini mengarah pada pendirian Bioluminescence Hub pada 2017 di Carney Institute for Brain Science, didanai oleh hibah National Science Foundation. Hub ini menyatukan para ahli termasuk Christopher Moore, direktur associate di institut tersebut; Diane Lipscombe, direktur; Ute Hochgeschwender dari Central Michigan University; dan Nathan Shaner dari University of California San Diego.

Terobosan tim adalah Ca2+ BioLuminescence Activity Monitor, atau CaBLAM, yang dirinci dalam studi Nature Methods 2025. Shaner memimpin desain molekul intinya, yang memungkinkan penangkapan aktivitas kecepatan tinggi di sel individu atau subwilayah tanpa cahaya eksternal. Telah diuji secara efektif pada tikus dan ikan zebra, mendukung rekaman hingga lima jam.

"Kami mulai berpikir: 'Bagaimana jika kita bisa menerangi otak dari dalam?'" jelas Moore, menyoroti pergeseran dari teknik fluoresensi yang memerlukan laser dan berisiko merusak sel melalui pemutihan foto atau fototoksisitas. Sebaliknya, bioluminesensi menghasilkan cahaya secara internal melalui reaksi enzim, menghindari noise latar belakang dari penyebaran jaringan dan menghasilkan gambar yang lebih tajam.

"Jaringan otak sudah bersinar samar-samar sendiri ketika terkena cahaya eksternal, menciptakan noise latar belakang," catat Shaner. "Otak tidak secara alami menghasilkan bioluminesensi, jadi ketika neuron yang direkayasa bersinar sendiri, mereka menonjol terhadap latar belakang gelap."

Kemajuan ini memungkinkan pengamatan neuron tunggal yang menembak pada hewan hidup, krusial untuk mempelajari perilaku kompleks dan pembelajaran. Moore menekankan potensinya: "Molekul baru ini telah memberikan, untuk pertama kalinya, kemampuan untuk melihat sel tunggal yang diaktifkan secara independen, hampir seolah-olah Anda menggunakan kamera film yang sangat istimewa dan sensitif."

Proyek ini melibatkan 34 ilmuwan dari institusi seperti Brown, UCLA, dan NYU, didukung oleh National Institutes of Health, NSF, dan Paul G. Allen Family Foundation. Di luar neurosains, CaBLAM dapat melacak aktivitas di seluruh tubuh secara bersamaan, memperluas kemungkinan penelitian.

Artikel Terkait

Researchers at MIT have discovered that chaotic laser light can self-organize into a highly focused pencil beam, enabling 3D imaging of the blood-brain barrier 25 times faster than current methods. The technique allows real-time observation of drugs entering brain cells without fluorescent tags. This breakthrough could speed up development of treatments for neurological diseases like Alzheimer's and ALS.

Dilaporkan oleh AI Fakta terverifikasi

Northwestern University researchers report they have printed flexible “artificial neurons” that generate realistic electrical spike patterns and can trigger responses in living mouse brain tissue. The team says the work, published April 15 in Nature Nanotechnology, could help advance brain-machine interfaces and more energy-efficient, brain-inspired computing.

Researchers at Dongguk University in Seoul have developed a magnetically controlled switch for turning on genes inside cells, as detailed in a recent Cell paper. The technique uses a specific electromagnetic signal to activate genes in mice and human cells. Critics, however, question the plausibility of the results and point to potential flaws in the study.

Dilaporkan oleh AI

Three rhesus macaque monkeys equipped with brain-computer interfaces navigated virtual environments using only their thoughts. Researchers implanted around 300 electrodes in motor and premotor cortex areas to enable this control. The experiments aim to improve intuitive control for people with paralysis.

Situs web ini menggunakan cookie

Kami menggunakan cookie untuk analisis guna meningkatkan situs kami. Baca kebijakan privasi kami untuk informasi lebih lanjut.
Tolak