SAMSUNG_092022 Advertisement SAMSUNG_092022 Advertisement SAMSUNG_092022 Advertisement

Nový holografický mikroskop umožňuje zobraziť živý mozog bez porušenia lebky

0

Výskumníci z Kórejskej katolíckej univerzity, Centra pre molekulárnu spektroskopiu a dynamiku a zo Soulskej národnej univerzity vyvinuli nový typ holografického mikroskopu. Nový mikroskop dokáže vidieť cez neporušenú lebku a je schopný 3D zobrazenia neurónovej siete vo vysokom rozlíšení v mozgu žijúcej myši bez odstránenia lebky. Na lepšiu predstavu, lebka myši má podobnú hrúbku a nepriehľadnosť ako ľudský necht. Na to, aby bolo možné skúmať vnútorné znaky živého organizmu pomocou svetla, treba dodať dostatočnú svetelnú energiu do vzorky a presne zmerať signál odrazený od cieľového tkaniva.

V živých tkanivách sa však pri dopade svetla na bunky vyskytujú viaceré efekty rozptylu a závažná aberácia, čo sťažuje získanie ostrých obrázkov. V zložitých štruktúrach, ako je živé tkanivo, svetlo podlieha viacnásobnému rozptylu, čo spôsobuje, že fotóny pri prechode tkanivom niekoľkokrát náhodne menia svoj smer. V dôsledku tohto procesu sa väčšina obrazových informácií prenášaných svetlom zničí. Preto, aby sa získal obraz hlbokého tkaniva s vysokým rozlíšením, je dôležité odstrániť viacnásobne rozptýlené vlny.

V roku 2019 výskumníci vyvinuli vysokorýchlostný holografický mikroskop, ktorý dokáže eliminovať viacnásobný rozptyl a súčasne merať amplitúdu a fázu svetla. Tento mikroskop použili na pozorovanie neurónovej siete živých rýb bez chirurgického zákroku. No v prípade myši, ktorá má hrubšiu lebku ako ryba, nebolo možné získať obraz mozgu bez odstránenia alebo stenčenia lebky. Teraz sa výskumnému tímu podarilo kvantitatívne analyzovať interakciu medzi svetlom a hmotou, čo im umožnilo ďalej zlepšiť svoj predchádzajúci mikroskop.

V nedávnej štúdii, uverejnenej v online vydaní časopisu Science Advances, oznámili úspešný vývoj superhĺbkového, trojrozmerného časovo rozlíšeného holografického mikroskopu, ktorý umožňuje pozorovanie tkanív do väčšej hĺbky ako kedykoľvek predtým. Výskumníci navrhli metódu na prednostný výber jednotlivých rozptýlených vĺn, pričom využili skutočnosť, že majú podobný priebeh odrazu aj pri vstupe svetla z rôznych uhlov.

Robí sa to pomocou zložitého algoritmu a numerickej operácie analyzujúcej vlastný mód prostredia. To umožnilo novému mikroskopu zamerať na nervové vlákna viac ako 80-krát viac svetelnej energie ako predtým, pričom selektívne odstránil nepotrebné signály. Výskumný tím demonštroval novú technológiu pozorovaním mozgu myši. Novému mikroskopu sa podarilo získať obraz neurónovej siete myšacieho mozgu pod lebkou s vysokým rozlíšením. To všetko sa dosiahlo vo viditeľnej vlnovej dĺžke bez odstránenia lebky myši a bez potreby fluorescenčnej značky.

Zdroj: eurasiareview.com.

Zobrazit Galériu

Redakcia

Všetky autorove články

Mohlo by vás zaujímať

Mohlo by vás zaujímať