Эпилепсия является распространенным неврологическим заболеванием, характеризующимся повторяющимися припадками, которые проявляются в виде судорог, сенсорных нарушений и потери сознания1. Патофизиологические механизмы, лежащие в основе эпилепсии, сложны и включают в себя множество взаимосвязанных областей мозга 2,3. Последние достижения в области нейровизуализации пролили свет на крупномасштабные сети, участвующие в эпилепсии 4,5. Тем не менее, понимание сложных схемотехнических и сетевых механизмов, лежащих в основе возникновения и распространения эпилепсии, остается ограниченным, отчасти из-за недостаточногоприменения методов многорегиональной нейронной записи. Поэтому крайне важно разработать гибкий, интегрированный метод, способный одновременно контролировать нейронную активность в разрозненных областях мозга.
Электрофизиологическая запись проводится для фиксации припадков и определения наличия эпилепсии7. За исключением регистрации электрофизиологической активности,в исследованиях эпилепсии все больше внимания уделяется точной активности кальция в конкретных нервных популяциях 8,9. Достижения в области синтеза кальциевых индикаторов и различных конструкций зондов побудили исследователей использовать волоконную фотометрию для фиксации изменений в нейронной активности и нейронных веществахв мозге. Два независимых метода регистрации активности нейронов, а именно электрофизиология и запись волоконной фотометрии, дополняют друг друга, способствуя более полному пониманию динамических нейронных процессов.
Кроме того, синхронная запись и модулирование нейронной активности имеют решающее значение для получения информации о функционировании мозга как на сетевом, так и на клеточном уровнях. Такой подход позволяет исследователям наблюдать и манипулировать сложными процессами в мозге в режиме реального времени. Оптогенетика стала незаменимым инструментом для исследования нейронной сигнализации благодаря своей отличительной способности к избирательной стимуляции или торможению. Несмотря на широкое применение многосайтовой электрофизиологической записи в нейронауке13, интеграция многозональной электрофизиологической записи с волоконной фотометрией и оптогенетическими манипуляциями остается ограниченной. Что еще более важно, современные методы изготовления и имплантации многорегиональных электродов не обладают достаточной гибкостью14. Эти ограничения ограничивают нашу способность анализировать конкретные функции цепей и взаимодействия в нескольких областях. В этой статье мы представляем экономически эффективный и удобный подход к многорегиональной записи in vivo, который проливает свет на нейронные процессы в разных областях при судорогах, вызванных разжиганием, и других нервно-психических расстройствах.