1.640 neuronen in beeld gebracht: Met de nieuwe MiniXL-microscoop van 3,5 gram kunnen wetenschappers meerdere hersengebieden tegelijk bekijken

Jarenlang werden wetenschappers die de neurale basis van gedrag bij muizen bestudeerden geconfronteerd met een moeilijke afweging. Bestaande miniatuurmicroscopen hadden ofwel een zeer klein gezichtsveld, waardoor ze beperkt waren tot het observeren van een klein stukje hersenweefsel, of ze waren te zwaar voor de muizen om zich natuurlijk te gedragen. Dit maakte het ontzettend moeilijk om te bestuderen hoe verschillende hersengebieden coördineren om complex gedrag zoals sociale interactie of geheugenvorming te produceren.

Nu verlegt de Miniscope extra Large FOV (MiniXL), een op het hoofd gemonteerde miniscoop van 3,5 g, de grenzen van de neurowetenschappen na het succesvol in beeld brengen van 1.640 neuronen in een field-of-view (FOV) van 3,5 mm diameter - 9x groter dan de 1 mm² van zijn voorganger. Het traceerde 44-53% plaatscellen in hippocampus CA1 op een lineaire baan van 2 m, bracht de linker en rechter mediale prefrontale cortex (mPFC) in beeld, en mPFC met nucleus accumbens (NAc) tijdens sociale interacties bij muizen, met behulp van een 5-megapixel CMOS-sensor en een enkele coaxiale kabel van 0,3 mm voor datastreaming. Deze prestatie werd aangekondigd op 11 juni 2025.

Zijn voorgangers: Miniscope V4 en MiniLFOV, waren of te zwaar of te zwak. MiniLFOV kon ~2000 neuronen tegelijk in beeld brengen, maar woog 13,9 g. De Miniscope V4 woog 2,6 g, maar kon slechts ~200 neuronen tegelijk in beeld brengen. Men zou kunnen zeggen dat de Miniscope extra Large FOV (MiniXL) zijn rol speelde als de Immanuel Kant van de Miniscope-wereld door de sterke en zwakke punten van zijn voorgangers met succes te combineren.

Hier ziet u hoe hij zich verhoudt tot zijn voorgangers (Miniscope V4 en MiniLFOV):

De dual-region imaging capaciteit, hier benadrukt door gelijktijdige beeldvorming van de mPFC en NAc, voorziet in een kritieke behoefte aan hulpmiddelen die de neurale basis van gedragingen kunnen onderzoeken die door meerdere hersengebieden worden gecoördineerd - UCLA onderzoeksteam.

Naast de technische specificaties is een ander interessant aspect van de MiniXL het open-source ontwerp. Als onderdeel van het UCLA Miniscope project worden alle ontwerpbestanden en documentatie vrij online beschikbaar gesteld, met als doel de technische en economische barrières te verlagen en het neurowetenschappelijk onderzoek wereldwijd te versnellen.

Hoewel deze technologie een sprong voorwaarts is voor laboratoriumonderzoek, is de toepassing ervan in de menselijke geneeskunde nog ver weg.