HEIDELBERG, Vācija, 2021. gada 4. oktobris - Eiropas molekulārās bioloģijas laboratorijas (EMBL) Prevedel grupas izstrādātā metode ļauj neirozinātniekiem novērot dzīvos neironus dziļi smadzenēs - vai jebkuru citu šūnu, kas paslēpta necaurspīdīgos audos. Metodes pamatā ir trīs fotonu mikroskopija un adaptīvā optika.

Metode palielina zinātnieku spēju novērot astrocītus, kas ģenerē kalciju, kas viļņojas garozas dziļajos slāņos, un vizualizēt visas citas nervu šūnas hipokampā - smadzeņu reģionā, kas ir atbildīgs par telpisko atmiņu un navigāciju. Šī parādība regulāri notiek visu dzīvo zīdītāju smadzenēs. Lina Streiča no Prevedel grupas un viņas līdzstrādnieki varēja izmantot šo paņēmienu, lai attēlotu šo daudzpusīgo šūnu smalkās detaļas ar nepieredzēti augstu izšķirtspēju.
Deformējams spogulis, ko izmanto mikroskopijā, lai fokusētu gaismu dzīvos audos. Pieklājīgi no Isabel Romero Calvo, EMBL.
Deformējams spogulis, ko izmanto mikroskopijā, lai fokusētu gaismu dzīvos audos. EMBL komanda apvienoja adaptīvo optiku un trīs fotonu mikroskopiju, lai atbalstītu medicīnas personāla spēju attēlot dziļi hipokampā. Pieklājīgi no Isabel Romero Calvo, EMBL.

Neirozinātnēs smadzeņu audi parasti tiek novēroti mazos paraugorganismos vai ex vivo paraugos, kurus nepieciešams sagriezt šķēlēs, lai novērotu - abi šie attēlo nefizioloģiskos apstākļus. Normāla smadzeņu šūnu darbība notiek tikai dzīviem dzīvniekiem. Peles smadzenes tomēr ir ļoti izkliedējoši audi, sacīja Roberts Prevedels. "Šajās smadzenēs gaismu nevar ļoti viegli fokusēt, jo tā mijiedarbojas ar šūnu komponentiem," viņš teica. "Tas ierobežo to, cik dziļi jūs varat radīt asu attēlu, un tas apgrūtina koncentrēšanos uz mazām struktūrām dziļi smadzenēs, izmantojot tradicionālās metodes.

"Izmantojot tradicionālās fluorescences smadzeņu mikroskopijas metodes, fluorescences molekula katru reizi absorbē divus fotonus, un jūs varat pārliecināties, ka starojuma izraisītais satraukums ir ierobežots. Bet, jo tālāk fotoni ceļo, jo lielāka iespēja, ka tie pazudīs izkliedes dēļ. ”

Viens veids, kā to pārvarēt, ir palielināt aizraujošo fotonu viļņa garumu pret infrasarkano staru, kas nodrošina pietiekami daudz starojuma enerģijas, lai to absorbētu fluorofors. Turklāt trīs fotonu izmantošana divu vietā ļauj iegūt asākus attēlus dziļi smadzenēs. Tomēr palika vēl viens izaicinājums: pārliecināties, ka fotoni ir fokusēti, lai viss attēls nebūtu izplūdis.