1.640 neuroni imitati: Il nuovo microscopio MiniXL da 3,5 grammi consente agli scienziati di osservare più regioni cerebrali contemporaneamente

Per anni, gli scienziati che studiano le basi neurali del comportamento nei topi hanno dovuto affrontare un difficile compromesso. I microscopi miniaturizzati esistenti avevano un campo visivo molto piccolo, che li limitava all'osservazione di una sola piccola porzione di tessuto cerebrale, oppure erano troppo pesanti perché i topi potessero comportarsi in modo naturale. Questo rendeva incredibilmente difficile studiare come le diverse regioni cerebrali si coordinano per produrre comportamenti complessi come l'interazione sociale o la formazione della memoria.

Ora, il Miniscope extra Large FOV (MiniXL), un miniscopio montato sulla testa da 3,5 g, sta spingendo i confini della neuroscienza dopo aver imitato con successo 1.640 neuroni in un campo visivo (FOV) di 3,5 mm di diametro - 9 volte più grande rispetto al suo predecessore di 1 mm². Ha tracciato il 44-53% di cellule di posto nell'ippocampo CA1 su un tracciato lineare di 2 metri, ha imitato la corteccia prefrontale mediale sinistra e destra (mPFC) e la mPFC con il nucleo accumbens (NAc) durante le interazioni sociali nei topi, utilizzando un sensore CMOS da 5 megapixel e un singolo cavo coassiale da 0,3 mm per lo streaming dei dati. Questo risultato è stato annunciato l'11 giugno 2025.

I suoi predecessori: Miniscope V4 e MiniLFOV, erano troppo pesanti o troppo deboli. MiniLFOV era in grado di acquisire ~2.000 neuroni contemporaneamente, ma pesava 13,9 g. Il Miniscope V4 pesava 2,6 g, ma era in grado di acquisire solo ~200 neuroni contemporaneamente. Si potrebbe dire che il Miniscope extra Large FOV (MiniXL) ha svolto il suo ruolo di Immanuel Kant del mondo dei Miniscopi, riuscendo a conciliare i punti di forza e le debolezze dei suoi predecessori.

Ecco come si confronta con i suoi predecessori (Miniscope V4 e MiniLFOV):

La sua capacità di imaging a doppia regione, evidenziata in questo caso dall'imaging simultaneo della mPFC e della NAc, risponde all'esigenza critica di strumenti in grado di esplorare le basi neurali dei comportamenti coordinati da più regioni cerebrali - team di ricerca dell'UCLA.

Oltre alle sue specifiche tecniche, un altro aspetto interessante del MiniXL è il suo design open-source. Nell'ambito del progetto Miniscope dell'UCLA, tutti i file di progettazione e la documentazione sono stati resi liberamente disponibili online, con l'obiettivo di ridurre le barriere tecniche ed economiche e accelerare la ricerca neuroscientifica a livello globale.

Mentre questa tecnologia rappresenta un salto di qualità per la ricerca di laboratorio, la sua applicazione nella medicina umana è ancora una prospettiva lontana.