En ny, banbrytande verktyg för visualisering av neural aktivitet har konsekvenser för att förstå hjärnans funktioner och störningar, enligt ny forskning från University of Alberta forskare och ett team av internationella samarbetspartners.

Verktyget, namnet NIR-GECO1, identifierar när en enskild neuron är aktiv genom att övervaka närvaron eller frånvaron av kalciumjoner. "Specifikt, det avger nära-infrarött ljus i frånvaro av kalciumjoner. När koncentrationen av kalciumjoner ökar, det blir mörkt, "förklarade Robert Campbell, professor vid institutionen för kemi och huvudförfattare till studien. "När en neuron" eldar "ökar koncentrationen av kalciumjoner tillfälligt inuti cellen. Vi ser detta som en dimning av det utsända nära-infraröda ljuset."

Forskningen bygger på tidigare arbete i Campbells laboratorium med fokus på att utveckla en verktygslåda för att visualisera och manipulera enskilda neuroner. NIR-GECO1 är ett protein som kodas in i DNA, vilket gör den mest användbar för odlade celler i ett laboratorium eller i modellorganismer. Tekniken har potential att låta forskare bestämma effekten av terapeutiska läkemedel på mobilnivå, med konsekvenser för att bygga bättre, mer effektiva behandlingar för ett antal pressande hälsotillstånd, inklusive neurodegenerativa sjukdomar.

"Vävnaden är relativt transparent för nära-infrarött ljus, så det här verktyget har potential att göra det möjligt för forskare att visualisera neuronal aktivitet djupare i hjärnan än vad som för närvarande är möjligt, "sa Campbell." Detta kan leda till viktiga insikter inom områdena lärande och minne, stroke förebyggande och återhämtning, och neurodegenerativa sjukdomar. "

Pappret, "En genetiskt kodad nära-infraröd fluorescerande kalciumjonindikator, "publicerades i Naturmetoder .