Carnegie Mellon University neuroscienziato Alison Barth ha sviluppato il primo strumento per identificare e studiare i singoli neuroni attivati in un animale vivente.
Questo progresso, descritto nell'edizione del 21 luglio del Journal of Neuroscience, in ultima analisi potrebbe portare allo sviluppo di farmaci mirati che riguardano direttamente specifici neuroni coinvolti nelle malattie neurologiche che alterano la percezione, l'apprendimento e comportamento.
Mentre neuroscienziati hanno fatto grandi passi avanti nell'identificare le aree generali del cervello che eseguono determinati compiti, questi metodi hanno lavorato a livello lordo e con scarsa risoluzione, secondo per Barth, assistente professore di scienze biologiche presso Mellon College of Science dell'Università. Per superare questi limiti, Barth creato un topo transgenico che le coppie il green fluorescent protein (GFP) con il gene c-fos, che si accende quando si attivano le cellule nervose. Utilizzando questo metodo, i ricercatori possono vedere specifici neuroni bagliore come essi sono attivati da stimoli esterni come esperienza sensoriale o trattamento farmacologico.
"Nostro mouse transgenici è uno strumento di romanzo che può essere usato per visualizzare, nel vivere tessuto cerebrale, un singolo neurone che è stato attivato in risposta all'esperienza di un animale," ha detto Barth.
Barth utilizzato i topi fosGFP per identificare i neuroni che vengono attivati durante una condizione specifica di allevamento – vivendo il mondo attraverso un baffo. Individuando un cluster di neuroni incandescenti, era in grado di identificare esattamente la zona del cervello coinvolta nell'elaborazione input sensoriali da baffo singolo. Una volta che i neuroni di interesse erano stato trovano, Barth quindi esaminato ogni neurone per determinare come le sue proprietà elettrofisiologici e sinaptica cambiato in risposta all'input sensoriali. Suoi risultati sono il primo a mostrare le alterazioni del tasso a cui i neuroni trasmettono segnali elettrici dopo aumento input sensoriali in vivo.
Tecnologia di Barth si basa sulla comprensione decennale che un neurone deve accendere nuovi geni per codificare saldamente ricordi nel cervello. Ogni volta che c-fos viene attivato nel topo transgenico di Barth, è così GFP. Il risultato è un animale in cui i neuroni bagliore letteralmente quando essi sono attivati da stimoli.
"L'offerta di topi fosGFP meglio accesso che mai prima i neuroni specifici che sono stati attivati dall'esperienza di un animale," ha detto Barth.
Anche se gli scienziati in grado di rilevare c-fos espressione utilizzando un'altra tecnica, si richiede di sconvolgere le membrane e inquietante connessioni tra le cellule nervose. Metodo di Barth aggira questi inconvenienti, permettendo agli scienziati studiare i neuroni viventi a livello cellulare.