ГАЙДЕЛЬБЕРГ, Німеччина, 4 жовтня 2021 р. - Метод, розроблений Групою Преведєля в Європейській лабораторії молекулярної біології (EMBL), дозволяє нейрофізикам спостерігати за живими нейронами глибоко в мозку - або будь -якою іншою клітиною, захованою у непрозорій тканині. Метод заснований на трифотонній мікроскопії та адаптивній оптиці.

Метод підвищує здатність вчених спостерігати за астроцитами, що генерують кальцій у глибоких шарах кори, і візуалізувати будь -які інші нервові клітини в гіпокампі, ділянці мозку, що відповідає за просторову пам’ять і навігацію. Це явище регулярно відбувається в мозку всіх живих ссавців. Ліна Стрейх з групи Prevedel та її співробітники змогли використати цю техніку для зйомки дрібних деталей цих універсальних клітин з безпрецедентно високою роздільною здатністю.
Деформоване дзеркало, яке використовується в мікроскопії для фокусування світла в живих тканинах. Надано Ізабель Ромеро Кальво, EMBL.
Деформоване дзеркало, яке використовується в мікроскопії для фокусування світла в живих тканинах. Команда EMBL поєднала адаптивну оптику та трифотонну мікроскопію, щоб підтримати здатність медичного персоналу знімати зображення глибоко в гіпокампі. Надано Ізабель Ромеро Кальво, EMBL.

У нейронауках тканини мозку зазвичай спостерігаються у маленьких модельних організмів або у зразках ex vivo, які потрібно порізати, щоб спостерігати - обидва вони представляють нефізіологічні стани. Нормальна активність клітин мозку відбувається тільки у живих тварин. Мозок миші, однак, є сильно розсіюючою тканиною, сказав Роберт Преведєль. "У цьому мозку світло неможливо зосередити дуже легко, оскільки воно взаємодіє з клітинними компонентами", - сказав він. «Це обмежує, наскільки глибоко можна створити чітке зображення, і ускладнює зосередження на невеликих структурах глибоко в мозку за допомогою традиційних методів.

“За допомогою традиційних методів флуоресцентної мозкової мікроскопії молекула флуоресценції щоразу поглинає два фотони, і ви можете переконатися, що збудження, викликане випромінюванням, обмежене невеликим об’ємом. Але чим далі проходять фотони, тим більша ймовірність їх втрати через розсіювання ».

Одним із способів подолання цього є збільшення довжини хвилі збуджуючих фотонів у напрямку інфрачервоного випромінювання, що забезпечує достатню енергію випромінювання для поглинання флуорофором. Крім того, використання трьох фотонів замість двох дозволяє отримати чіткіші зображення глибоко всередині мозку. Однак залишається ще одна проблема: переконатися, що фотони сфокусовані, щоб все зображення не було розмитим.