顕微鏡法は深部生体内脳イメージングを可能にします

ドイツ、ハイデルベルク、2021年10月4日—欧州分子生物学研究所(EMBL)のPrevedel Groupによって開発された方法により、神経科学者は脳の奥深くにある生きたニューロン、または不透明な組織内に隠された他の細胞を観察できます。 この方法は、3光子顕微鏡と補償光学に基づいています。

この方法は、皮質の深層で波状にカルシウムを生成する星状細胞を観察し、空間記憶とナビゲーションに関与する脳の領域である海馬の他の神経細胞を視覚化する科学者の能力を高めます。 この現象は、生きているすべての哺乳類の脳で定期的に発生します。 PrevedelGroupのLinaStreichと彼女の共同研究者は、この手法を使用して、これらの用途の広い細胞の細部を前例のない高解像度でキャプチャすることができました。
生体組織内の光の焦点を合わせるために顕微鏡で使用される変形可能なミラー。 イザベルロメロカルボ、EMBLの礼儀。
生体組織内の光の焦点を合わせるために顕微鏡で使用される変形可能なミラー。 EMBLチームは、補償光学と3光子顕微鏡を組み合わせて、海馬の深部を画像化する医療関係者の能力をサポートしました。 イザベルロメロカルボ、EMBLの礼儀。

神経科学では、脳組織は通常、小さなモデル生物または観察するためにスライスする必要のあるエクスビボサンプルで観察されます。どちらも非生理学的状態を表しています。 正常な脳細胞の活動は生きている動物でのみ起こります。 しかし、マウスの脳は散乱性の高い組織であるとロバート・プレヴェーデルは述べています。 「これらの脳では、光は細胞成分と相互作用するため、簡単に焦点を合わせることができません」と彼は言いました。 「これにより、鮮明な画像を生成できる深さが制限され、従来の手法では脳の奥深くにある小さな構造に焦点を合わせることが非常に困難になります。

「従来の蛍光脳顕微鏡技術では、毎回2つの光子が蛍光分子に吸収され、放射線によって引き起こされる興奮が小さな体積に限定されていることを確認できます。 しかし、フォトンが遠くに移動するほど、散乱によって失われる可能性が高くなります。」

これを克服する1つの方法は、励起光子の波長を赤外線に向けて長くすることです。これにより、フルオロフォアによって吸収されるのに十分な放射エネルギーが確保されます。 さらに、2つではなく3つの光子を使用すると、脳の奥深くでより鮮明な画像を取得できます。 ただし、別の課題が残っていました。画像全体がぼやけないように、フォトンの焦点が合っていることを確認することです。

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投稿時間:2021年10月11日


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