HEIDELBERG, Đức, ngày 4 tháng 10 năm 2021 - Một phương pháp được phát triển bởi Nhóm Prevedel tại Phòng thí nghiệm Sinh học Phân tử Châu Âu (EMBL) cho phép các nhà khoa học thần kinh quan sát các tế bào thần kinh sống sâu trong não - hoặc bất kỳ tế bào nào khác ẩn trong một mô mờ đục. Phương pháp này dựa trên kính hiển vi ba photon và quang học thích ứng.

Phương pháp này giúp các nhà khoa học quan sát các tế bào hình sao tạo ra canxi vẫy vùng sâu trong vỏ não và hình dung bất kỳ tế bào thần kinh nào khác trong vùng hippocampus, vùng não chịu trách nhiệm về bộ nhớ không gian và điều hướng. Hiện tượng này diễn ra thường xuyên trong não của tất cả các loài động vật có vú sống. Lina Streich từ Tập đoàn Prevedel và các cộng sự của cô đã có thể sử dụng kỹ thuật này để ghi lại các chi tiết nhỏ của các tế bào đa năng này ở độ phân giải cao chưa từng có.
Một chiếc gương có thể biến dạng được sử dụng trong kính hiển vi để tập trung ánh sáng trong các mô sống. Được phép của Isabel Romero Calvo, EMBL.
Một chiếc gương có thể biến dạng được sử dụng trong kính hiển vi để tập trung ánh sáng trong các mô sống. Một nhóm EMBL đã kết hợp quang học thích ứng và kính hiển vi ba photon để hỗ trợ khả năng hình ảnh sâu trong vùng hải mã của nhân viên y tế. Được phép của Isabel Romero Calvo, EMBL.

Trong khoa học thần kinh, các mô não thường được quan sát thấy trong các sinh vật mô hình nhỏ hoặc trong các mẫu ex vivo cần được cắt lát để quan sát - cả hai đều đại diện cho các điều kiện phi sinh lý. Hoạt động bình thường của tế bào não chỉ diễn ra ở động vật sống. Robert Prevedel cho biết, não chuột là một mô có tính phân tán cao. Ông nói: “Trong những bộ não này, ánh sáng không thể được tập trung một cách dễ dàng, bởi vì nó tương tác với các thành phần của tế bào. “Điều này hạn chế độ sâu mà bạn có thể tạo ra một hình ảnh sắc nét và rất khó tập trung vào các cấu trúc nhỏ sâu bên trong não bằng các kỹ thuật truyền thống.

“Với kỹ thuật hiển vi não huỳnh quang truyền thống, hai photon được phân tử huỳnh quang hấp thụ mỗi lần và bạn có thể đảm bảo rằng sự phấn khích do bức xạ gây ra chỉ giới hạn ở một thể tích nhỏ. Nhưng các photon di chuyển càng xa, chúng càng có nhiều khả năng bị mất do tán xạ ”.

Một cách để khắc phục điều này là tăng bước sóng của các photon kích thích về phía tia hồng ngoại, điều này đảm bảo đủ năng lượng bức xạ được hấp thụ bởi fluorophore. Ngoài ra, việc sử dụng ba photon thay vì hai cho phép thu được hình ảnh sắc nét hơn sâu bên trong não. Tuy nhiên, một thách thức khác vẫn còn đó: đảm bảo rằng các photon được tập trung để toàn bộ hình ảnh không bị mờ.