Нейробиологи исследуют нейронную связь с помощью ультра

20 июня 2023 г.

Эта статья была проверена в соответствии с редакционным процессом и политикой Science X. Редакторы выделили следующие атрибуты, гарантируя при этом достоверность контента:

проверенный фактами

рецензируемое издание

корректура

Института фотонных технологий Лейбница eV

Для исследования активности нейрональных структур, а также взаимодействия нервных клеток необходимы минимально инвазивные технологии, позволяющие получать изображения деликатных тканей глубокого мозга. Новый эндомикроскоп толщиной с волос, разработанный международной командой при участии IPHT Лейбница, обещает чрезвычайно щадящие и глубокие наблюдения и дает возможность очень детально исследовать области мозга, а также изучать возникновение и прогрессирование тяжелых заболеваний. нейрональные заболевания.

Ожидается, что этот инструмент поможет нейробиологам определить новые стратегии борьбы с этими изнурительными состояниями. Исследователи опубликовали свои результаты в журнале Nature Communications.

Нейрональные заболевания, такие как аутизм, эпилепсия, болезнь Альцгеймера или Паркинсона, до сих пор плохо изучены. Поэтому профилактика, лечение или облегчение этих заболеваний остается серьезной проблемой. Чтобы лучше понять причины и происхождение этих заболеваний, а также разработать и контролировать индивидуальные методы лечения, важно расшифровать и изучить, как пораженные нервные клетки, которые часто расположены в очень глубоких структурах мозга, ведут себя в естественная сложность всего организма.

Нейробиологи исследуют эти состояния на моделях мелких животных и используют минимально инвазивные методы эндоскопии для изучения структур глубокого мозга. С этой целью ученые из Института фотонных технологий Лейбница (Leibniz IPHT) в Йене, Германия, работают вместе с командой специалистов по комплексной фотонике из Института научных приборов Чешской академии наук в Брно, Чешская Республика, над новым романом. волоконный подход.

Эндоскоп диаметром всего 110 микрометров тоньше человеческого волоса и позволяет получать изображения на беспрецедентной глубине ткани и на субклеточном уровне. Это не только позволяет исследовать глубоко расположенные структуры мозга, к которым раньше было трудно получить доступ, но и точно изучать нейронные связи и сигнальную активность отдельных нейронов головного мозга.

«В основе эндоскопической системы лежит ультратонкое оптическое стекловолокно, служащее зондом. Используя цифровую голографию, мы можем использовать его для изображения и визуализации отдельных клеток и кровеносных сосудов с высоким разрешением, без искажений и с высокой точностью. -контраст. Конструкция эндоскопии толщиной с волос позволяет проводить чрезвычайно атравматичное исследование in vivo, не повреждая окружающие ткани», - объясняет профессор доктор Томаш Чижмар, руководитель отдела исследований волокон и технологий в IPHT Лейбница, который руководил разработкой инструмент.

Обычные эндоскопические решения, используемые в нейробиологических исследованиях in vivo, обычно используют специализированные стержневые линзы (GRIN), которые передают изображения от одного из своих концов к другому. Из-за своего воздействия они могут представлять большой риск повреждения тканей и серьезно влиять на достоверность нейробиологических исследований. Недавно разработанный голографический эндоскоп преодолевает этот недостаток за счет использования одного многомодового оптического волокна в качестве датчика изображения, что делает его наименее инвазивным методом визуализации чувствительных областей мозга.