تصویربرداری از عملکرد مغز با توموگرافی انسجام نوری

آنژیوگرافی و اندازه گیری جریان خون با OCT. (الف) OCT آنژیوگرافی قشر حسی جسمی موش صحرایی با تفکیک عمقی. رگهای سطحی به رنگ زرد نارنجی، رگهای عمیق به رنگ سبز]. (ب)، (ج) تصاویر آنژیوگرام مقطعی (شدت دینامیک، (ب)) و شدت استاتیک (ج). (د)، (ه) تغییرات موضعی در محتوای گلبول‌های قرمز پویا (dRBC) که به ترتیب از جعبه‌های (b) و (c) استخراج می‌شوند. (f) اندازه‌گیری‌های عمقی قوی‌ترین پاسخ‌های dRBC را در لایه‌های قشر میانی نشان می‌دهند.

تصویربرداری از عملکرد مغز با توموگرافی انسجام نوری

با مهندس شکوفه ساتری

  تصویربرداری از عملکرد مغز با توموگرافی انسجام نوری

جریان خون مغزی (CBF) از عملکرد مغز با رساندن اکسیژن و سایر مواد مغذی پشتیبانی می کند و در عین حال مواد زائد را از بین می برد. فعالیت عصبی CBF را از طریق فرآیندی به نام "جفت عصبی عروقی" تعدیل می کند. بنابراین، اندازه گیری CBF و پارامترهای همودینامیک مرتبط می تواند عملکرد مغز را منعکس کند. پیش از این (بخش 2.6)، ما توموگرافی انسجام نوری (OCT) را مورد بحث قرار دادیم، که از تداخل سنجی نوری برای تشخیص پژواک نور پس پراکنده شده از اعماق مختلف در بافت استفاده می کند، 75 در زمینه ساختار بافت تصویربرداری. در طول سال‌ها، محققان جعبه ابزاری غنی از پسوندهای کاربردی را بر اساس نوسانات نور پراکنده شده از گلبول‌های قرمز (RBCs) ایجاد کرده‌اند که اندازه‌گیری عملکرد مغز را فراهم می‌کند. این روشها شامل داپلر، آنژیوگرافی 581، دکورلاسیون 582، 583 و گذرا مویرگی (گذر RBC) می باشد.

در مقایسه با میکروسکوپ 2P، به طور کلی، OCT اگر در طول موج تحریک یکسان انجام شود، عمق نفوذ کمی بیشتر را ارائه می دهد، تصویربرداری را از طریق آماده سازی کمتر تهاجمی امکان پذیر می کند، و به عوامل کنتراست خارجی نیاز ندارد. در بین روش‌های نوری، OCT دارای مزیت منحصر به فرد دستیابی با اولویت عمق است. این امکان اندازه گیری همزمان در اعماق قشر مغز را فراهم می کند و تفاوت های ظریف بین لایه های قشری 585586 را آشکار می کند که در غیر این صورت ممکن است توسط نویز فیزیولوژیکی پنهان شود. این قابلیت منجر به مطالعات OCT آنژیوگرافی شده است که لایه IV را به عنوان لایه قشر با بزرگترین پاسخ RBC به فعال سازی عملکردی مشخص می کند (شکل 31). دوم، OCT حجم های سه بعدی را در چند ثانیه یا حتی کسری از ثانیه به دست می آورد، که امکان ارزیابی جامع دینامیک شبکه میکروواسکولار را فراهم می کند. این قابلیت منجر به مطالعاتی شده است که نشان دهنده همگن شدن جریان در طول فعال سازی عملکردی 588,589 و همچنین انتشار رتروگراد اتساع است. 590 سوم، OCT از زمان و دروازه کانفوکال برای رد نور پراکنده چند برابر و جداسازی نور پس پراکنده از حجم های زیر پیکولیتر مغز استفاده می کند. چنین کنترل دقیق مسیر نور، اندازه گیری کمی سرعت مویرگی، اکسیژن رسانی 588، غلظت هموگلوبین 591، 592 و نرخ متابولیک مصرف اکسیژن را ممکن می سازد. و بر خلاف لکه های لیزری معمولی و تصویربرداری سیگنال ذاتی نوری در طول زمان دنبال شد. چنین اندازه‌گیری‌های پایه، زمینه‌ای حیاتی برای تفسیر تغییرات مرتبط با فعالیت عصبی در همودینامیک یا متابولیسم فراهم می‌کنند.

روندهای نوظهور شامل 1700 نانومتر OCT برای تصویربرداری از نواحی عمیق قشر و زیر قشری، 83 مکانیسم کنتراست جدید، 593 و الگوریتم‌های 594 است که ممکن است جنبه‌های مختلف عملکرد مغز را در سطح بافت نوروگلیال برجسته کند. اعتبار سنجی مناسب در برابر سایر استانداردهای طلا، مانند میکروسکوپ چند فوتونی، 595 برای ارائه یک زیربنای فیزیولوژیکی مناسب برای این و سایر تکنیک های نوظهور OCT حیاتی خواهد بود.