Wetenschappers hebben een revolutionaire techniek ontwikkeld waarmee ze kunnen zien hoe het menselijk brein denkt. Ongeveer tien jaar geleden begon een onderzoeksteam met het idee om hersencellen om te zetten in kleine lichtbronnen, zodat ze de neuronale activiteit kunnen visualiseren. In plaats van externe verlichting te gebruiken, wilden ze neuronen zo ontwerpen dat ze zelf zouden gaan gloeien.
Het Bioluminescentiecentrum aan het Carney Institute for Brain Science van de Brown University werd opgericht als onderdeel van dit project. Met steun van de Amerikaanse National Science Foundation wilden ze nieuwe neurowetenschappelijke tools ontwikkelen waarmee cellen in het zenuwstelsel licht kunnen produceren en erop kunnen reageren. Een van de resultaten van hun onderzoek is het Ca2+ BioLuminescentie Activity Monitor (CaBLAM), een systeem dat activiteit op het niveau van afzonderlijke cellen kan registreren op een niet-invasieve manier.
Het begrijpen van het gedrag van levende hersencellen is essentieel voor het bestuderen van biologische systemen. Tot nu toe vertrouwden onderzoekers op beeldvormingsmethoden die gebruik maken van fluorescerende markers om calciumionen te detecteren. Echter, deze technieken hebben beperkingen zoals celbeschadiging door fel licht en fotobleken van de moleculen.
Bioluminescentiebeeldvorming vermijdt deze problemen, omdat het intern licht produceert zonder de noodzaak van externe verlichting. Hierdoor is het veiliger voor hersenweefsel en verbetert het de zichtbaarheid van de beelden. Met behulp van CaBLAM kunnen wetenschappers het gedrag van individuele neuronen in levende proefdieren volgen en gedetailleerde opnames maken.
Deze technologische vooruitgang opent nieuwe mogelijkheden voor hersenonderzoek en kan in de toekomst worden toegepast om de activiteit in andere delen van het lichaam te bestuderen. Door bioluminescentie te gebruiken om hersenactiviteit te meten, kunnen onderzoekers een dieper inzicht krijgen in hoe het menselijk brein denkt en functioneert.
