یک تیم میان رشته ای از Institut national de la recherche sciency (INRS) از یک روش تصویربرداری ابتکاری برای درک بهتر نقص حرکتی در بیماری اسکلروز جانبی آمیوتروفیک (ALS) استفاده کرد. محققان توانستند رفتار فرار از مدل های طبیعی ماهی گورخری و بیماری را به صورت سه بعدی دنبال کنند. نتایج آنها اخیراً در Optica ، گل سرسبد ژورنال انجمن نوری (OSA) منتشر شده است.
پروفسور جینیانگ لیانگ ، متخصص تصویربرداری سریع سریع و بیوفوتونیک ، با پروفسور کسن پاتن ، متخصص ژنتیک و بیماری های تخریب عصبی ، در تلاش بود. این دو گروه توانستند با استفاده از یک روش تصویربرداری خاص به نام میدان نور دیافراگم کد دار با پراکندگی یا DECALF ، موقعیت ماهی گورخر را در زمان واقعی ردیابی کرده و حرکت 3D را ضبط کنند.
"این یک ویژگی منحصر به فرد برای تجزیه و تحلیل رفتارهای حیوانات از منظر رشد عصبی است. در غیر این صورت ، ما فقط می توانیم حرکت را در هواپیما ببینیم. از دست دادن یک بعد می تواند گمراه کننده هنگام مطالعه حرکت باشد. شما ممکن است فکر کنید ماهی گورخر به یک سمت حرکت می کند ، اما واقعیت کاملا متفاوت است. "
داده های آنها زاویه های جهت نامتقارن باله های چپ و راست را نشان داد ، که نشان دهنده تغییرات شدید جهت در هنگام فرار ماهی طبیعی گورخرماهی از محرک است. در مقابل ، مدل ماهی گورخری بیمار به دلیل کمبودهای حرکتی پاسخ کند و ظرفیت حرکتی محدودی را نشان داد.
دوربین های معمولی میدان نور ، اطلاعات را نه تنها با x و y ، بلکه زاویه ای که از آن تابش نور گرفته می شود نیز ضبط می کنند. با این روش می توانید ردیابی کنید تا در جایی که می خواهید تمرکز کنید. به گفته پروفسور لیانگ ، مشکل این فناوری مبادله است.
این تصویر می تواند دارای وضوح فضایی بالا یا وضوح زاویه بالا باشد ، اما نه هر دو. راه حل این امر تصویربرداری از میدان نور دیافراگم کدگذاری شده (CALF) است که می توان با استفاده از دستگاه های ریز میرورگر دیجیتال (DMD) به آن دست یافت.
یک طرح ابتکاری
DMD مانند یک عنصر پراش عمل می کند و نور سفید را به رنگین کمان جدا می کند. DMD به تنهایی نمی تواند از آن با نور محیط یا نور خورشید استفاده کند. "شما همیشه می توانید از یک نور تک موج استفاده کنید ، اما این به معایب دیگری نیز منجر می شود ، زیرا رنگ نور ممکن است در سیستم عصبی تداخل ایجاد کند و آزمایشات را تحت تأثیر قرار دهد. به عنوان مثال ، نور قرمز می تواند افراد را پرخاش کند ، و نور آبی نیز پروفسور لیانگ توضیح می دهد.
برای دور زدن این محدودیت ، تیم تحقیق از DMD دوم برای لغو القا ind رنگین کمان توسط ماده دیگر استفاده کرد. "ما اولین کسانی هستیم که از این طرح برای مدیریت پراکندگی رنگ در کل طیف مرئی استفاده می کنیم ، که به ما امکان می دهد از نور سفید برای این آزمایش استفاده کنیم."
دکتر جینگدان لیو ، اولین نویسنده و همکار پسا دکتری ، INRS را مطالعه کنید
"تصویربرداری DECALF می تواند راهی جدید برای تصویربرداری عصبی ایجاد کند. به عنوان مثال ، ما می توانیم از این سیستم برای دیدن فعالیت سلول های عصبی استفاده کنیم. ما می توانیم نور ساطع شده را هنگام آتش گرفتن یک نورون ردیابی کنیم تا بدانیم که نورون در مغز و آن کجا واقع شده است. اتصال ، "می گوید پروفسور لیانگ.
"به لطف کار پروفسور لیانگ ، ما توانستیم رفتار ماکروسکوپی ماهی گورخرماهی با علائم ALS مانند را مشاهده کنیم. ما می توانیم با مطالعه مقیاس میکروسکوپی ، حتی بیشتر در مطالعه این بیماری پیش برویم. با استفاده از این روش تصویربرداری نوآورانه ، پروفسور پاتن می گوید: "می توانم در مورد آنچه در سیستم عصبی در حالت عادی و بیماری اتفاق می افتد بیاموزم."