Ny hjernebilleddannelsesmetode
- Hvad har forskere skabt?
Forskere har udviklet en ny teknik, der
Ny metode - diffus optisk billeddannelselokalisering (diffus optisk lokaliseringsbilleddannelse, DOLI). Det udnytter nær-infrarød (NIR-II) spektroskopi fra 1000 til 1700 nanometer. Det er det, der sikrer den mindste spredning af lys.
- Hvorfor?
Visualisering af biologisk dynamik i et uforstyrret miljø, dybt inde i en levende organisme, er nødvendig for at forstå den komplekse biologi af levende organismer og udviklingen af sygdomme.
3D fluorescensmikroskopi blev udført fuldstændigt ikke-invasivt med kapillæropløsning i den voksne musens hjerne, der effektivt dækkede et synsfelt på ca. 1 centimeter.
En ny hjerneafbildningsteknik tillader billeder af vaskulaturen dybt i musens hjerne.
Giver mulighed for optiske observationer medhøj opløsning i dybt levende væv er et mangeårigt mål inden for biomedicinsk billeddannelse, bemærker forskerne. Den nye udvikling vil være nyttig til at studere neural aktivitet, mikrocirkulation, neurovaskulær interaktion og neurodegeneration.
Aktivering af neuroner dybt i hjernen
- Hvad har forskere skabt?
Amerikanske forskere fra WashingtonUniversity of St. Louis har udviklet en ny teknik til hjernestimulering ved hjælp af fokuseret ultralyd, der kan tænde og slukke visse typer neuroner i hjernen og præcist styre motorisk aktivitet uden at implantere en kirurgisk enhed.
Undersøgelsen viste succes med ultralyd til dyb stimulering af neuroner for første gang.
Forskere har placeret et særligt design,indeholdende TRPV1 -ionkanaler til genetisk udvalgte neuroner. De skabte derefter et lille udbrud af varme ved hjælp af fokuseret ultralyd med lav intensitet til at vælge neuroner i hjernen gennem en bærbar enhed. Varmen, blot et par grader over kropstemperatur, aktiverede TRPV1 -ionkanalen. I sidste ende virkede det som en switch til at tænde eller slukke neuroner.
- Hvorfor?
Neurologiske lidelser såsom sygdomParkinsons og epilepsi har haft en vis succes i behandlingen ved hjælp af dyb hjernestimulering. Problemet er, at de kræver implantation af et kirurgisk udstyr. Den nye udvikling vil ændre selve tilgangen til forskning inden for neurobiologi og vil åbne op for nye metoder til at forstå og behandle menneskelige hjernesygdomme.
Fotosyntese, ikke i planter, men i hjernen
- Hvad har forskerne gjort?
Blokerede blodkar i hjernenslagtilfælde patienter forhindrer iltrigt blod i at nå cellerne. Dette fører igen til alvorlig skade. Planter og nogle mikrober producerer ilt gennem fotosyntese. Hvad hvis der var en måde at aktivere det i hjernen på patienter? Forskere har gjort præcis dette med celler og mus ved hjælp af blågrønne alger og specielle nanopartikler i deres demonstration.
Blågrønne alger som f.eksSynechococcus elongatustidligere undersøgt til behandling af mangelilt i hjertets væv og tumorer gennem fotosyntese. Men det synlige lys, der er nødvendigt for at udløse bakterier, kan ikke trænge ind i kraniet. Ja, selvfølgelig kan nær infrarødt lys passere gennem knogler, men det er ikke nok til direkte at aktivere fotosyntesen.
Særlige nanopartikler brugt tilbilleddannelse, kan absorbere nær-infrarøde fotoner og udsende synligt lys. Ved at bruge dem har forskere udviklet en ny tilgang, som en dag kan bruges til patienter med slagtilfælde ved at kombinereS. elongatus, nanopartikler og nær infrarødt lys i et nyt system for nanofotosyntese.
Hjernesnit af mus behandlet mednano-fotosyntetisk terapi (til højre) har færre beskadigede neuroner vist i grønt end kontrolmus (til venstre). Kredit: Tilpasset fra Nano Letters 2021, DOI: 10.10.21 / acs.nanolett.1c00719.
Forskere har forbundetS. elongatusmed neodym nanopartikler, der konvertererIR-lys, der trænger ind i væv med en synlig bølgelængde. Det er det, bakterier bruger til fotosyntese. Forskerne fandt ud af, at nanofotosyntesemetoden reducerede antallet af neuroner, der døde efter ilt- og glukosemangel. De injicerede derefter bakterierne og nanopartiklerne i mus med blokerede cerebrale arterier og udsatte musene for lys. Terapien reducerede antallet af døende neuroner, forbedrede dyrenes motoriske funktion og hjalp endda nye blodkar med at begynde at vokse.
- Hvorfor?
Ifølge Verdenssundhedsorganisationen5 millioner mennesker dør hvert år af slagtilfælde verden over. Millioner flere overlever, men de forbliver ofte med handicap, såsom problemer med tale, synke eller hukommelse. Den mest almindelige årsag er blokering af blodkar i hjernen, og den bedste måde at forhindre permanent hjerneskade fra denne type slagtilfælde er at opløse eller fjerne blokering med kirurgi så hurtigt som muligt. Disse muligheder virker dog kun i kort tid efter et slagtilfælde og kan være farlige.
Nanofotosyntesemetoden løser dette problem.
Selvom stoffet stadig er i dyreforsøg, lover det en dag at gå videre til kliniske forsøg på mennesker, siger forskere.
Læs mere
Forskere har fundet ud af, at superberiget guld dannes som yoghurt
Uranus har modtaget status som den mærkeligste planet i solsystemet. Hvorfor?
Forskere overhørte en "samtale" mellem to atomer