Pesando solo un grammo, il dispositivo wireless, chiamato "Airscope", è ilpiù leggero della sua categoriae permette ai ricercatori di monitorare un'ampia gamma diattività cerebraliin animali da laboratorio che si muovono liberamente, senza essere collegati a apparecchiature esterne.
Il dispositivo è stato sviluppato in collaborazione da scienziati dell'Università Tsinghua e della Scuola Medica dell'Esercito di Liberazione Popolare della Cina (PLA)ed è stato presentato in un articolo pubblicato sulla rivista scientifica Nature questa settimana.
In una pubblicazione sui social media dell'Università Tsinghua,Dai Qionghai,autore principale dell'articolo e membro del Dipartimento di Automazione, ha osservato che il potenziale della tecnologiava molto oltre la ricerca cerebrale.
"In futuro, si prevede che le sue applicazioni si espandano dalla neuroscienza a settori come l'immunologia e l'oncologia, consentendo di monitorare integralmente il processo di sviluppo delle malattie", ha affermato il ricercatore, secondo il giornale.
L'Airscope è uno strumento ottico ad alta tecnologia progettato perosservare tessuti biologici(microscopio), come l'attività neuronale del cervello, su una scala intermedia. Riempie il divario tra un microscopio e un macroscopio, consentendo ai ricercatori di osservarel'attività cellulare in un ampio campo visivo.
Utilizzando l'Airscope, il team ha studiato i cambiamenti nei segnali neurali durante diversi comportamenti dei ratti, al fine di approfondire come i neuroni cerebrali regolano comportamenti complessi durante le interazioni naturali tra individui di un gruppo,fase cruciale per comprendere la natura dell'intelligenza.
In precedenza, i dispositivi in grado di svolgere questa operazione richiedevano chegli animali rimanessero con la testa immobilizzatao collegati a dispositivi tramite cavi. I dispositivi piccoli abbastanza da consentire movimenti liberi avevano generalmente un campo visivo limitato, spesso inferiore a 1 mm.
Il progetto include un sensore di immagine da 2 megapixel che comprime i dati, consentendo latrasmissione wirelessdi immagini con risoluzione nell'intervallo dei megapixel, con ottimizzazione deisistemi ottici, di illuminazione, elettronici.
Il teamha utilizzato l'intelligenza artificialeper progettare le lenti e ha sviluppato un modello di visione artificiale in grado di identificare e seguire continuamente individui specifici in registrazioni video, evitando la perdita dell'obiettivo o la confusione tra gli individui monitorati.
I ricercatori hanno equipaggiato gli animali con i dispositivi e hanno permesso loro di muoversi liberamente in un micro-habitat costruito su misura, con rampe,Cavità in tronchi di alberi e rifugi.
Il dispositivo ultraleggero, simile a un auricolare, ha registrato simultaneamente l'attività di oltre8.500 neuroni individuali nel córtex cerebrale di un singolo topo..
Tra i risultati, il team ha identificato come i modelli di attività corticali nelle regioni dorsali del cervello influenzano lavantaggio competitivo di un animale nelle interazioni sociali.
I ricercatori sperano di utilizzare questa tecnologia per indagare più a fondo sui meccanismi neurali chesottendono al comportamento sociale e agli stati emotivi, il che potrebbe fornire importanti indizi per la ricerca sucondizioni come la depressione.
