새로운 뇌 영상 방법
- 과학자들은 무엇을 만들었을까?
연구진이 새로운 기술을 개발했습니다.
새로운 방법 - 확산 광학 이미징현지화(확산 광학 현지화 이미징, DOLI). 1000~1700나노미터의 근적외선(NIR-II) 분광법을 활용합니다. 이것이 빛의 산란을 최소화하는 것입니다.
- 왜?
생물의 복잡한 생물학과 질병의 발달을 이해하려면 생물 깊숙이 있는 방해받지 않는 환경에서 생물학적 역학을 시각화하는 것이 필요합니다.
3D 형광 현미경은 성인 마우스 뇌에서 모세관 분해능으로 완전히 비침습적으로 수행되어 약 1cm의 시야를 효과적으로 덮었습니다.
새로운 뇌 영상 기술은 쥐의 뇌 깊숙이 있는 혈관 구조의 이미지를 허용합니다.
광학적 관찰의 가능성 제공깊은 살아있는 조직의 고해상도는 생물 의학 이미징의 오랜 목표라고 연구자들은 지적합니다. 새로운 개발은 신경 활동, 미세 순환, 신경 혈관 상호 작용 및 신경 퇴행을 연구하는 데 유용합니다.
뇌 깊숙이 있는 뉴런 활성화
- 과학자들은 무엇을 만들었을까?
워싱턴 출신의 미국 과학자세인트루이스 대학교(University of St. Louis)는 외과용 장치를 이식하지 않고도 뇌의 특정 유형의 뉴런을 켜고 끌 수 있고 운동 활동을 정밀하게 제어할 수 있는 집중 초음파를 사용하여 뇌 자극을 위한 새로운 기술을 개발했습니다.
이 연구는 처음으로 뉴런의 깊은 자극을 위한 초음파의 성공을 보여주었습니다.
과학자들은 특별한 디자인을 배치했으며,유전적으로 선택된 뉴런에 TRPV1 이온 채널을 포함합니다. 그런 다음 그들은 웨어러블 장치를 통해 뇌의 뉴런을 선택하기 위해 집중된 저강도 초음파를 사용하여 작은 열 폭발을 생성했습니다. 체온보다 몇 도 높은 열이 TRPV1 이온 채널을 활성화했습니다. 궁극적으로 그것은 뉴런을 켜거나 끄는 스위치와 같은 역할을 했습니다.
- 왜?
질병 등 신경질환파킨슨병과 간질은 심부 뇌 자극을 사용한 치료에서 어느 정도 성공을 거두었습니다. 문제는 수술용 장치를 이식해야 한다는 점이다. 새로운 개발은 신경생물학 분야 연구에 대한 접근 방식을 근본적으로 변화시키고 인간의 뇌 질환을 이해하고 치료하는 새로운 방법을 열어줄 것입니다.
광합성은 식물이 아니라 뇌에서
- 과학자들은 무엇을 했습니까?
뇌의 막힌 혈관뇌졸중 환자는 산소가 풍부한 혈액이 세포에 도달하는 것을 방지합니다. 이것은 차례로 심각한 손상을 초래합니다. 식물과 일부 미생물은 광합성을 통해 산소를 생산합니다. 환자의 뇌에서 활성화할 수 있는 방법이 있다면 어떨까요? 과학자들은 시연에서 청록색 조류와 특수 나노 입자를 사용하여 세포와 생쥐로 정확히 이것을 수행했습니다.
등의 남조류Synechococcus elongatus결핍 치료를 위해 이전에 연구된광합성을 통해 심장 및 종양 조직의 산소. 그러나 세균을 유발하는 데 필요한 가시광선은 두개골을 관통할 수 없습니다. 네, 물론 근적외선은 뼈를 통과할 수 있지만 광합성을 직접 활성화시키기에는 충분하지 않습니다.
특수 나노입자 사용이미징은 근적외선 광자를 흡수하고 가시광선을 방출할 수 있습니다. 이를 사용하여 과학자들은 언젠가 뇌졸중 환자에게 사용될 수 있는 새로운 접근법을 개발했습니다.S. elongatus, 나노광합성의 새로운 시스템에서 나노입자 및 근적외선.
로 처리된 쥐의 뇌 부분나노 광합성 요법(오른쪽)은 대조군 쥐(왼쪽)보다 녹색으로 표시된 손상된 뉴런이 더 적습니다. 크레딧: Nano Letters 2021에서 수정, DOI: 10.10.21 / acs.nanolett.1c00719.
연구원들이 연결해줬어요S. elongatus변환하는 네오디뮴 나노 입자로가시광선 파장으로 조직에 침투하는 IR 광선. 이것이 박테리아가 광합성을 위해 사용하는 것입니다. 과학자들은 나노광합성 접근법이 산소와 포도당 결핍 후에 죽는 뉴런의 수를 줄인다는 것을 발견했습니다. 그런 다음 그들은 뇌동맥이 막힌 쥐에게 박테리아와 나노입자를 주입하고 쥐를 빛에 노출시켰습니다. 이 치료법은 죽어가는 뉴런의 수를 줄이고, 동물의 운동 기능을 개선했으며, 심지어 새로운 혈관이 자라기 시작하도록 도왔습니다.
- 왜?
세계보건기구에 따르면,전 세계적으로 매년 500만 명이 뇌졸중으로 사망합니다. 수백만 명이 더 생존하지만 그들은 종종 언어, 삼킴 또는 기억 문제와 같은 장애를 가지고 있습니다. 가장 흔한 원인은 뇌혈관의 막힘이며, 이러한 유형의 뇌졸중으로 인한 영구적인 뇌 손상을 예방하는 가장 좋은 방법은 가능한 한 빨리 수술로 막힘을 해소하거나 제거하는 것입니다. 그러나 이러한 옵션은 뇌졸중 후 짧은 시간 동안만 작동하며 위험할 수 있습니다.
나노광합성 방법은 이 문제를 해결합니다.
이 약물은 아직 동물 실험 중이지만 언젠가는 인간을 대상으로 한 임상 실험으로 발전할 것이라고 연구진은 말했습니다.
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