میکروسکوپ فلورسانس همسالان در اعماق مغز قرار دارند

عملکرد مغز یک راز پزشکی طولانی مدت است. برای تقریباً صد سال ، دانشمندان روش هایی برای زیر نظر گرفتن جمجمه در زیر جمجمه ایجاد کرده اند - اما با استفاده از روش های موجود ، هنوز هم جریان خون کوچک و پیچیده در بافت زنده مغز دشوار است.

یک تکنیک جدید قصد دارد آن را تغییر دهد. این روش که تصویربرداری محلی سازی نوری منتشر (DOLI) نامیده می شود ، عمیقاً دو برابر میکروسکوپ فلورسانس می تواند مغز را بدون حمله به مغز بررسی کند ، به محققان اجازه می دهد برای اولین بار جریان خون در مغز موش را بدون نیاز به برداشتن جمجمه ببینند (Optica، doi: 10.1364 / OPTICA.420378).

راه اندازی ساده ، نتایج بزرگ

در میکروسکوپ فلورسانس از مواد حاجب فلورسنت استفاده می شود که در جریان خون آزاد می شوند. هنگامی که در طول موج مناسب تحت تابش قرار می گیرند ، ذرات ریز موجود در آن درخششی از خود ساطع می کنند که می تواند در دوربین گرفته شود و شبکه های پیچیده سیستم گردش خون در مغز را نشان دهد.

پیش از این ، پراکندگی و جذب توسط بافت بین ذرات درخشان و دوربین منجر به تصاویر مبهم شده بود. اما استفاده از یک منطقه طیفی خاص - دومین پنجره نزدیک به مادون قرمز ، از 1000 تا 1700 نانومتر - می تواند به طور قابل توجهی این اثرات پراکندگی و جذب را کاهش دهد. با جفت سازی ماده حاجب نقطه کوانتومی مبتنی بر سولفید سرب ، که در پنجره طول موج کار می کند ، با دوربین های مادون قرمز موج کوتاه بسیار کارآمد ، محققان توانستند برای اولین بار جریان خون در سطح مویرگی 3D را به صورت غیرتهاجمی تصویر کنند.

دانیل رازانسکی ، استاد تصویربرداری پزشکی در ETH زوریخ و دانشگاه زوریخ ، یکی از نویسندگان این مقاله گفت: "جالب ترین جنبه روش جدید DOLI سهولت اجرا است." "شما در اصل به یک تنظیم دوربین نسبتاً ساده و مقرون به صرفه نیاز دارید. نیازی به لیزر پالس گران قیمت یا اپتیک پیچیده نیست. "

گسترش چشم به مطالعات انسانی

این روش ابتدا بر روی مدلهای بافت مصنوعی که تصاویر با وضوح حل شده در اعماق تا چهار میلی متر را نشان می داد ، آزمایش شد. آزمایشات اضافی روی موش های زنده توانایی های غیرتهاجمی ، تصویربرداری عروق مغزی با وضوح بالا را نشان داد. با یک میدان دید یک سانتی متری - آنقدر بزرگ که مغز موش را پوشش دهد - این تکنیک قادر بود قطرات جداگانه را مشخص کرده و سرعت جریان خون را تجسم کند. با اندازه گیری اندازه ظاهری قطرات ، محققان همچنین توانستند عمق آنها را در مغز تعیین کنند و امکان تصویربرداری سه بعدی را فراهم کنند.

محققان امیدوارند که این روش روزی بتواند برای مطالعه اختلالات عصبی که گمان می رود یک میلیارد نفر را تحت تأثیر قرار دهد ، مورد استفاده قرار گیرد. با این حال ، با توجه به تفاوت اندازه مغز انسان و موش ، ابتدا پیشرفت های اضافی لازم است.

راازاسنسکی گفت: "ایجاد تکنیک های جدید تصویربرداری غیرتهاجمی از اهمیت فوق العاده ای برخوردار است تا بتوانید نحوه کار مغز را بهتر درک کنید ، [و] علل اصلی بیولوژیکی بیماری های تخریب عصبی و سایر بیماری های مغزی را تعیین کنید."