Учёные из американского Университета Джорджии совершили прорыв в нейробиологии, разработaв уникальную систему 3D-визуализации, которая способна в реальном времени фиксировать эпилептические припадки. Запечатлеть распространение хаотичных электрических импульсов в мозге раньше было почти невозможно из-за колоссальной скорости их движения. Команда под руководством Питера Кнера усовершенствовала световой микроскоп, добавив систему коррекции оптических аберраций. Это позволило впервые получить детальные трёхмерные видеозаписи судорожной активности в мозге рыбок данио.
Технология световой микроскопии идеально подходит для живых организмов, так как тонкий слой света не повреждает ткани в отличие от других методов. Главным достижением инженеров стало ускорение съёмки в семь раз: если раньше на один трёхмерный кадр уходило 1,75 секунды, то обновлённая система успевает сделать 600 непрерывных 3D-снимков всего за 2,5 минуты. Эксперименты на рыбках показали, что эпилептический приступ начинается в задней части мозга и за десятки секунд волной распространяется вперёд.
В исследовании подчёркивается, что эпилептическая активность может возникать у любого человека из-за сбоев в электрической сигнализации мозга, даже при отсутствии хронического диагноза. В отличие от функциональных припадков, вызванных стрессом или травмами, эпилептические приступы делятся на фокальные и генерализованные, при этом далеко не всегда они сопровождаются судорогами. Новая методика позволит учёным точнее отслеживать пути распространения электрического «шторма» по нейронным сетям.
В ближайших планах команды — протестировать систему на рыбах с мутацией в гене gad1b, чтобы сравнить паттерны распространения приступа. Руководитель проекта рассчитывает, что детальная объёмная визуализация не только углубит понимание базовых функций головного мозга, но и станет фундаментом для создания принципиально новых, более точных и эффективных методов лечения эпилепсии.