Jauns mikroskopa veids ļauj redzēt smadzenes caur neskarto galvaskausu

Parasti tiek izmantotas neinvazīvas mikroskopiskās metodes, piemēram, optiskās koherences mikroskopija un divu fotonu mikroskopija.

izmanto dzīvo audu attēlveidošanai in vivo. Kad gaisma iziet cauri bioloģiskajiem audiem, tiek ģenerēti divu veidu gaisma: ballistiskie un daudzizkliedētie fotoni.

Ballistiskie fotoni iziet tieši cauriobjekts, nav novirzes. Tos izmanto, lai atjaunotu objekta attēlu. Savukārt vairākus izkliedētus fotonus rada nejaušas novirzes, gaismai ejot cauri materiālam. Rezultātā tie attēlā parādās kā graudaini trokšņi. Gaismai virzoties tālāk, starpība starp izkliedētajiem un ballistiskajiem fotoniem palielinās, tādējādi aizsedzot informāciju par attēlu.

Kaulu audos ir daudz sarežģītu iekšējostruktūras. Tie izraisa spēcīgu daudzkārtēju gaismas izkliedi un sarežģītas optiskas novirzes. Ja caur neskartu galvaskausu ir nepieciešams iegūt peles smadzeņu optisko attēlu, nervu sistēmas smalkās struktūras ir grūti vizualizēt. Traucē graudains troksnis un citi attēla izkropļojumi. Tas ir galvenais šķērslis neirobioloģiskajos pētījumos, kur peles bieži izmanto kā modeļus. Šādu attēlveidošanas paņēmienu ierobežojumu dēļ peles galvaskauss ir jānoņem vai jāatšķaida, lai pārbaudītu smadzeņu audu nervu tīklus zem tā.

Pētnieku grupa, kuru vada profesorsChoi Wonshika no Pamata zinātņu institūta (IBS) Molekulārās spektroskopijas un dinamikas centra Seulā, Dienvidkorejā, ir guvis ievērojamu izrāvienu dziļo audu optiskajā attēlveidošanā. Viņi ir izstrādājuši jaunu optisko mikroskopu, kas var uzņemt attēlus caur neskartu peles galvaskausu. Tā rezultātā zinātniekiem ir pieejama smadzeņu audu nervu tīklu mikroskopiska karte, nezaudējot telpisko izšķirtspēju.

Atstarojošā masīva mikroskopa shēma, ko izstrādājuši pētnieki IBS Molekulārās spektroskopijas un dinamikas centrā. Nodrošina: IBS

Jauns mikroskops ar atstarojošu matricu un kombainiemietver gan aparatūras, gan skaitļošanas adaptīvās optikas (AO) iespējas. Šī tehnoloģija sākotnēji tika izstrādāta uz zemes balstītai astronomijai, lai koriģētu optiskās aberācijas. Parastais konfokālais mikroskops mēra atstarošanas signālu tikai apgaismojuma fokusa punktā un noraida visu ārpusfokusa gaismu.

Jauns mikroskops ar atstarojošu matricunosaka visus izkliedētos fotonus pozīcijās, kas nav fokusa punkts. Pēc tam izkliedētie fotoni tiek skaitļošanas veidā koriģēti, izmantojot jaunu CLASS (slēgtas izkliedes uzkrāšanās) algoritmu. Šis AO algoritms izmanto visu izkliedēto gaismu, lai selektīvi iegūtu ballistisku gaismu un koriģētu optiskās aberācijas. 

Ir atstarojoša masīva mikroskopsLiela priekšrocība ir tā, ka to var tieši apvienot ar parasto divu fotonu mikroskopu, ko jau plaši izmanto dzīvības zinātņu jomā. 

Mūsu mikroskops ļauj izpētīt smalkās iekšējās struktūras dziļi dzīvajos audos. Tas ievērojami palīdzēs agrīnā slimību diagnosticēšanā un paātrinās pētījumus neirozinātnēs.

Pētniecības profesors Yoon Seokchan

Lasīt arī

Doomsday ledājs izrādījās bīstamāks, nekā domāja zinātnieki. Mēs sakām galveno

Atrada pazudušo hetītu iespējamo valstību. Ko ir atraduši arheologi?

Tika atklāts ferments, kas apvērš šūnu novecošanos