Японские ученые нашли способ наблюдать за работой мозга рыбки

Ученые нашли способ определить, о чем думают рыбы. Известно, что для понимания способов мозга воспринимать окружающий мир, ученым необходимо иметь  возможность наблюдать за активностью нейронов в режиме реального времени.

Японским генетикам удалось найти решение этой задачи на примере классического обитателя лаборатории – рыбки данио рерио. Этот организм является наилучшим образцом для визуализации нейронной активности мозга благодаря прозрачности эмбрионов и личинок. Кроме того, эти рыбки крайне неприхотливы и быстро размножаются. 

Основная трудность, замедлявшая работу ученых, состояла в том, что для обычного оптического микроскопа акивные и неактивные нейроны выглядят одинаково. Для решения  этой задачи ученые разработали целый ряд индикаторов и красителей, который позволили окрашивать активные клетки – например, когда определенный тип нервных клеток активизируется, они «наполняются» ионами кальция, которые в свою очередь заставляют красители испускать свечение. Однако при использовании такого способа необходимо проводить фиксацию животного, что резко ограничивает круг выполняемых задач. 

Решить эту задачу смогли ученые из Японии. Генетики из университета Сайтамы использовали генетический светящийся маркер, зеленый флуоресцентный белок, который связали с веществом, светящимся в присутствии большого количества ионов кальция. Ученые внедрили этот маркер в геном данио, привязав его к белку, характерному только для нервных клеток. 

В результате, ученые получили возможность наблюдать свечение без использования дополнительных красителей. Кроме того, сигнал оказался настолько явным, что никакой необходимости фиксировать мальков в ходе исследования их мозговой активности не было. 

Оказалось, что рыбы думают прежде всего о еде. Свое творение ученые решили испытать как раз на охотничьем поведении данио, для чего к малькам подсадили одноклеточные организмы – парамеции. Для отслеживания связи между движением парамеций, поведением рыбки и активацией группы нейронов в соответствующей области мозга рыбки ученые использовали специально разработанный метод формирования изображения. 

В результате ученые смогли наблюдать активизацию нервных клеток рыбки в тандеме с движениями одноклеточного – при резких движениях парамеций наблюдались яркие вспышки нейронной активности. Биологам удалось в режиме реального времени наблюдать за тем, что происходит в мозгу рыбки, которая увидела добычу, «спланировала» свою атаку и схватила жертву.