Nová metóda zobrazovania mozgu
- Čo vytvorili vedci?
Výskumníci vyvinuli novú techniku, ktorá
Nová metóda - difúzne optické zobrazovanielokalizácia (difúzne optické lokalizačné zobrazovanie, DOLI). Využíva výhody blízkej infračervenej (NIR-II) spektroskopie od 1000 do 1700 nanometrov. Práve to zabezpečuje najmenší rozptyl svetla.
- Prečo?
Vizualizácia biologickej dynamiky v nenarušenom prostredí, hlboko v živom organizme, je nevyhnutná pre pochopenie komplexnej biológie živých organizmov a vývoja chorôb.
3D fluorescenčná mikroskopia sa uskutočňovala úplne neinvazívne s kapilárnym rozlíšením v mozgu dospelých myší, pričom efektívne pokrývalo zorné pole asi 1 centimeter.
Nová technika zobrazovania mozgu umožňuje obrazy vaskulatúry hlboko v mozgu myší.
Poskytovanie možnosti optického pozorovania svysoké rozlíšenie v hlbokom živom tkanive je dlhodobým cieľom v biomedicínskom zobrazovaní, poznamenávajú vedci. Nový vývoj bude užitočný na štúdium nervovej aktivity, mikrocirkulácie, neurovaskulárnej interakcie a neurodegenerácie.
Aktivácia neurónov hlboko v mozgu
- Čo vytvorili vedci?
Americkí vedci z WashingtonuUniverzita v St. Louis vyvinula novú techniku stimulácie mozgu pomocou zameraného ultrazvuku, ktorý dokáže zapínať a vypínať určité typy neurónov v mozgu a presne riadiť motorickú aktivitu bez implantácie chirurgického prístroja.
Štúdia ukázala úspech ultrazvuku pri hlbokej stimulácii neurónov po prvý raz.
Vedci umiestnili špeciálny dizajn,obsahujúce TRPV1 iónové kanály ku geneticky vybraným neurónom. Potom vytvorili malý výbuch tepla pomocou zameraného ultrazvuku s nízkou intenzitou na výber neurónov v mozgu prostredníctvom nositeľného zariadenia. Teplo, iba niekoľko stupňov nad teplotou tela, aktivovalo iónový kanál TRPV1. Nakoniec to fungovalo ako prepínač na zapnutie alebo vypnutie neurónov.
- Prečo?
Neurologické poruchy, ako je chorobaParkinsonova choroba a epilepsia mali určitý úspech v liečbe pomocou hlbokej mozgovej stimulácie. Problémom je, že vyžadujú implantáciu chirurgického zariadenia. Nový vývoj zmení samotný prístup k výskumu v oblasti neurobiológie a otvorí nové metódy na pochopenie a liečbu chorôb ľudského mozgu.
Fotosyntéza nie v rastlinách, ale v mozgu
- Čo urobili vedci?
Blokované krvné cievy v mozgupacienti s mozgovou príhodou bránia krvi bohatej na kyslík dostať sa do buniek. To zase vedie k vážnemu poškodeniu. Rastliny a niektoré mikróby produkujú kyslík pomocou fotosyntézy. Čo keby existoval spôsob, ako to aktivovať v mozgu pacientov? Vedci presne to dokázali s bunkami a myšami, ktoré pri svojej demonštrácii použili modrozelené riasy a špeciálne nanočastice.
Modrozelené riasy ako naprSynechococcus elongatuspredtým študovaný na liečbu nedostatkukyslíka v tkanivách srdca a nádorov pomocou fotosyntézy. Ale viditeľné svetlo potrebné na spustenie choroboplodných zárodkov nemôže preniknúť do lebky. Áno, samozrejme, blízke infračervené svetlo môže prechádzať kosťou, ale nestačí na to, aby sa priamo aktivovala fotosyntéza.
Špeciálne nanočastice používané nazobrazovanie, môže absorbovať blízke infračervené fotóny a vyžarovať viditeľné svetlo. Pomocou nich vedci vyvinuli nový prístup, ktorý by sa jedného dňa mohol použiť u pacientov s mŕtvicou kombináciouS. elongatus, nanočastice a blízke infračervené svetlo v novom systéme nanofotosyntézy.
Mozgové časti myší liečenýchnano-fotosyntetická terapia (vpravo) majú menej poškodených neurónov zobrazených zelenou farbou ako kontrolné myši (vľavo). Poďakovanie: upravené podľa Nano Letters 2021, DOI: 10.10.21 / acs.nanolett.1c00719.
Výskumníci sa spojiliS. elongatuss neodýmovými nanočasticami, ktoré konvertujúIR svetlo prenikajúce do tkaniva pri viditeľnej vlnovej dĺžke. To je to, čo baktérie používajú na fotosyntézu. Vedci zistili, že prístup nanofotosyntézy znížil počet neurónov, ktoré zomreli po nedostatku kyslíka a glukózy. Potom injikovali baktérie a nanočastice do myší s zablokovanými mozgovými tepnami a vystavili myši svetlu. Terapia znížila počet odumierajúcich neurónov, zlepšila motorické funkcie zvierat a dokonca pomohla začať rásť nové cievy.
- Prečo?
Podľa Svetovej zdravotníckej organizácie5 miliónov ľudí zomiera každý rok na mozgové príhody na celom svete. Milióny ďalších prežijú, ale často zostávajú postihnutí, napríklad problémy s rečou, prehĺtaním alebo pamäťou. Najbežnejšou príčinou je upchatie krvných ciev v mozgu a najlepším spôsobom, ako zabrániť trvalému poškodeniu mozgu pri tomto type cievnej mozgovej príhody, je čo najrýchlejšie rozpustenie alebo odstránenie upchatia chirurgickým zákrokom. Tieto možnosti však fungujú iba krátko po mozgovej príhode a môžu byť nebezpečné.
Tento problém rieši metóda nanofotosyntézy.
Hoci je liek stále testovaný na zvieratách, sľubuje, že jedného dňa postúpi do klinických skúšok na ľuďoch, tvrdia vedci.
Čítaj viac
Vedci zistili, že super obohatené zlato sa formuje ako jogurt
Urán získal status najpodivnejšej planéty v slnečnej sústave. Prečo?
Vedci počuli „rozhovor“ medzi dvoma atómami