HEIDELBERG, Almanya, 4 Ekim 2021 — Prevedel Group tarafından Avrupa Moleküler Biyoloji Laboratuvarı'nda (EMBL) geliştirilen bir yöntem, sinirbilimcilerin beynin derinliklerindeki canlı nöronları veya opak bir doku içinde gizlenmiş herhangi bir hücreyi gözlemlemelerine olanak tanıyor. Yöntem, üç foton mikroskopisine ve uyarlanabilir optiklere dayanmaktadır.

Bu yöntem, bilim adamlarının korteksin derin katmanlarında dalgalanan kalsiyum üreten astrositleri gözlemleme ve uzamsal bellek ve navigasyondan sorumlu beynin bölgesi olan hipokampustaki diğer sinir hücrelerini görselleştirme yeteneklerini artırıyor. Bu fenomen, tüm canlı memelilerin beyinlerinde düzenli olarak gerçekleşir. Prevedel Group'tan Lina Streich ve işbirlikçileri, bu çok yönlü hücrelerin ince ayrıntılarını benzeri görülmemiş yüksek çözünürlükte yakalamak için tekniği kullanabildiler.
Canlı dokular içinde ışığı odaklamak için mikroskopta kullanılan deforme olabilen bir ayna. Isabel Romero Calvo, EMBL'nin izniyle.
Canlı dokular içinde ışığı odaklamak için mikroskopta kullanılan deforme olabilen bir ayna. Bir EMBL ekibi, tıbbi personelin hipokampüsün derinliklerinde görüntü alma yeteneğini desteklemek için uyarlamalı optik ve üç foton mikroskopiyi birleştirdi. Isabel Romero Calvo, EMBL'nin izniyle.

Nörobilimlerde, beyin dokuları genellikle küçük model organizmalarda veya gözlemlenmesi için dilimlenmesi gereken ex vivo örneklerde gözlenir - her ikisi de fizyolojik olmayan koşulları temsil eder. Normal beyin hücresi aktivitesi sadece canlı hayvanlarda gerçekleşir. Robert Prevedel, fare beyninin oldukça dağınık bir doku olduğunu söyledi. “Bu beyinlerde ışık, hücresel bileşenlerle etkileşime girdiği için çok kolay odaklanamaz” dedi. "Bu, net bir görüntü oluşturabileceğiniz derinliği sınırlandırıyor ve geleneksel tekniklerle beynin derinliklerindeki küçük yapılara odaklanmayı çok zorlaştırıyor.

"Geleneksel floresan beyin mikroskobu teknikleri ile, her seferinde floresan molekülü tarafından iki foton emilir ve radyasyonun neden olduğu heyecanın küçük bir hacimle sınırlandırıldığından emin olabilirsiniz. Ancak fotonlar ne kadar uzağa giderse, saçılma nedeniyle kaybolma olasılıkları o kadar yüksek olur.”

Bunun üstesinden gelmenin bir yolu, heyecan verici fotonların dalga boyunu kızılötesine doğru artırmaktır, bu da florofor tarafından yeterince radyasyon enerjisinin emilmesini sağlar. Ek olarak, iki yerine üç foton kullanmak, beynin derinliklerinde daha net görüntüler elde edilmesini sağlar. Ancak başka bir zorluk kaldı: tüm görüntünün bulanık olmaması için fotonların odaklandığından emin olmak.