Tehnologia Neuropixels reprezintă un salt tehnologic major în neuroștiințe, oferind cercetătorilor capacitatea de a înregistra simultan activitatea a mii de neuroni individuali. Acest dispozitiv microscopic, realizat din siliciu, permite observarea modului în care celulele nervoase comunică între ele în procese complexe precum memoria, percepția sau luarea deciziilor. Spre deosebire de instrumentele tradiționale, care măsoară doar grupuri de neuroni, această sondă poate capta impulsurile electrice specifice, cunoscute sub numele de potențiale de acțiune.
Evoluția dispozitivului a fost marcată de trecerea de la prima generație, Neuropixels 1.0, lansată în 2017, la modelul actual. Prima versiune dispunea de 960 de puncte de înregistrare, dintre care doar 384 puteau fi citite simultan prin intermediul unui microcip de dimensiunea unui card nano-SIM. În 2021, a fost introdusă generația Neuropixels 2.0, o variantă mai ușoară și mai compactă, care include patru structuri de înregistrare și un total de 5.120 de puncte, oferind o capacitate de transmitere simultană a datelor de 1.536 de semnale.
Impactul acestei tehnologii a fost demonstrat prin proiecte internaționale de amploare, precum cel desfășurat de International Brain Laboratory. În cadrul acestui studiu, care a reunit 12 laboratoare din Statele Unite ale Americii și Europa, cercetătorii au reușit să înregistreze activitatea a peste 620.000 de neuroni din 279 de regiuni cerebrale la 139 de șoareci. Această cantitate masivă de date a permis crearea unei hărți extinse a activității neuronale, evidențiind modul în care diferite zone ale creierului colaborează pentru procesarea informațiilor senzoriale.
O direcție critică de cercetare vizează adaptarea sondelor pentru experimente realizate direct pe oameni, în timpul intervențiilor neurochirurgicale. Echipe de la Massachusetts General Hospital și University of California, San Francisco au raportat primele utilizări în 2022, în proceduri pentru tratarea epilepsiei. Recent, cercetători de la University College London Hospitals și Francis Crick Institute au utilizat o sondă de un centimetru pe o pacientă cu hidrocefalie cu presiune normală, pentru a analiza modul în care creierul procesează succesiunea stimulilor auditivi.
Dezvoltarea viitoare vizează lansarea generației Neuropixels 3.0, care promite o capacitate de monitorizare mult mai vastă. Se estimează că această nouă versiune va permite înregistrarea simultană a activității a 10.000 până la 20.000 de neuroni la rozătoare și a 30.000 până la 50.000 la primatele non-umane. De asemenea, specialiștii explorează integrarea acestor înregistrări electrice cu metoda optogeneticii, care folosește lumina pentru a activa sau inhiba anumite grupuri de neuroni, transformând dispozitivul dintr-un instrument de observare într-unul de control.
În prezent, aproximativ 1.700 de laboratoare din întreaga lume utilizează tehnologia Neuropixels pentru studii pe peste 24 de specii diferite, inclusiv primate, păsări și reptile. Deși tehnologia oferă o rezoluție temporală ridicată, utilizarea pe oameni rămâne limitată la sesiuni scurte în timpul operațiilor medicale. Există provocări tehnice precum interferențele electrice din sala de operație sau riscul ca structura subțire a sondei să se fractureze în timpul procedurilor chirurgicale.