Uuden tyyppinen mikroskooppi antaa sinun nähdä aivot ehjän kallon läpi

Ei-invasiiviset mikroskooppiset tekniikat, kuten optinen koherenssi ja kahden fotonin mikroskopia, yleensä

käytetään elävien kudosten kuvantamiseen in vivo. Kun valo kulkee biologisten kudosten läpi, syntyy kahden tyyppistä valoa: ballistinen ja moninkertainen sironnut fotonit.

Ballistiset fotonit kulkevat läpiesine, ei poikkeamaa. Niitä käytetään palauttamaan kohteen kuva. Toisaalta satunnaiset taipumat synnyttävät useita sironneita fotoneja, kun valo kulkee materiaalin läpi. Tämän seurauksena ne näkyvät kuvassa rakeisena meluna. Kun valo kulkee edelleen, sironneiden ja ballististen fotonien välinen ero kasvaa, mikä peittää kuvan tiedot.

Luukudoksessa on monia monimutkaisia ​​sisäisiärakenteet. Ne aiheuttavat voimakasta moninkertaista valonsirontaa ja monimutkaisia ​​optisia poikkeamia. Kun on tarpeen saada optinen kuva hiiren aivoista ehjän kallon kautta, hermoston hienoja rakenteita on vaikea visualisoida. Rakeinen melu ja muut kuvan vääristymät häiritsevät. Tämä on merkittävä este neurobiologisessa tutkimuksessa, jossa hiiriä käytetään usein malleina. Tällaisten kuvantamistekniikoiden rajoitusten vuoksi hiirien kallo on poistettava tai ohennettava, jotta voidaan tutkia sen alla olevien aivokudosten hermoverkkoja.

Tutkijaryhmä, jota johtaa professoriChoi Wonshika Soulissa (Etelä-Korea) perustieteiden instituutin (IBS) molekyylispektroskopian ja -dynamiikan keskuksesta on tehnyt merkittävän läpimurron kudosten optisessa kuvantamisessa. He ovat kehittäneet uuden optisen mikroskoopin, joka pystyy sieppaamaan kuvia koskemattoman hiiren kallon läpi. Tämän seurauksena tutkijoilla on pääsy aivokudosten hermoverkkojen mikroskooppiseen karttaan ilman spatiaalisen resoluution menetystä.

Kaavio heijastavasta ryhmämikroskoopista, jonka IBS-molekyylispektroskopian ja -dynamiikan keskuksen tutkijat ovat kehittäneet. Luotto: IBS

Uusi heijastava matriisimikroskooppi yhdistyysinänsä sekä laitteiston että laskennallisen adaptiivisen optiikan (AO) ominaisuudet. Tämä tekniikka kehitettiin alun perin maanpäälliseen tähtitieteeseen optisten poikkeamien korjaamiseksi. Tavanomainen konfokaalimikroskooppi mittaa heijastussignaalin vain valaistuksen polttopisteessä ja hylkää kaiken ei-polttovälin.

Uusi heijastava matriisimikroskooppirekisteröi kaikki sironnut fotonit muuhun kuin polttopisteeseen. Sitten sironnut fotonit korjataan laskelmilla käyttäen uutta CLASS (Closed Single Scatter Accumulation) -algoritmia.Tämä AO-algoritmi käyttää kaikkea sirontaa valaisemaan ballistisen valon valikoivasti ja korjaamaan optiset poikkeamat.

Heijastavalla matriisimikroskoopilla on suuri etu, että se voidaan yhdistää suoraan tavanomaisen kahden fotonin mikroskoopin kanssa, jota käytetään jo laajalti biotieteissä.

Mikroskooppimme avulla voit tutkia herkkiä sisäisiä rakenteita syvällä elävissä kudoksissa. Tämä auttaa suuresti sairauksien varhaisessa diagnosoinnissa ja nopeuttaa neurotieteen tutkimusta.

Tutkimusprofessori Yoon Sokchan

Lue myös

Tuomiopäivän jäätikkö osoittautui vaarallisemmaksi kuin tutkijat ajattelivat. Kerromme pääasia

Löysi kadonneiden heettiläisten väitetyn valtakunnan. Mitä arkeologit ovat löytäneet?

Havaittiin entsyymi, joka kääntää solujen vanhenemisen