מדענים בונים מפה תת-תאית של רשתות מוח שלמות

Share on facebook
Share on twitter
Share on linkedin
Share on telegram
Share on whatsapp
Share on email
פרסומת
MAGNEZIX מגנזיקס


חוקרים במכון פרנסיס קריק פיתחו טכניקת הדמיה ללכידת מידע על המבנה והתפקוד של רקמת המוח ברמה התת-תאית – כמה מיליארדית המטר, תוך לכידת מידע על הסביבה הסובבת.

הגישה הייחודית המפורטת ב תקשורת טבע היום (25 במאי), מתגבר על האתגרים של הדמיית רקמות בקנה מידה שונה, ומאפשר למדענים לראות את התאים שמסביב וכיצד הם פועלים, כך שהם יכולים לבנות תמונה מלאה של רשתות עצביות במוח.

שיטות הדמיה שונות משמשות ללכידת מידע על רקמות, תאים ומבנים תת-תאיים. עם זאת, שיטה אחת יכולה ללכוד רק מידע על המבנה או התפקוד של הרקמה והסתכלות בפירוט בקנה מידה ננומטר פירושו שמדענים מאבדים מידע על הסביבה הרחבה יותר. המשמעות היא שכדי לקבל הבנה כוללת של הרקמה, יש לשלב טכניקות הדמיה.

במחקרם פיתחו המדענים גישה המשלבת שבע שיטות הדמיה, כולל ב-vivo הדמיה, סינכרוטרון רנטגן ומיקרוסקופ אלקטרונים בנפח. הם הדגימו את גישתם על ידי הדמיה של שני אזורים שונים במוח בעכברים – פקעת הריח וההיפוקמפוס.

חשוב לציין, ניתן ליישם את הטכניקה באזורים אחרים במוח או בחלקים בגוף, ולספק למדענים הבנה מפורטת יותר של מבנים ורקמות ביולוגיות שונות.

כל שלב בתהליך ההדמיה מספק מידע שונה. ראשית, החוקרים השתמשו in vivo הדמיית סידן כדי לדמיין נוירונים באזורים ספציפיים במוח ולראות אילו נוירונים היו פעילים כאשר העכברים נחשפו לריחות.

לאחר הרדמת העכברים, דגימות רקמת המוח צולמו בשיטות שונות כולל טומוגרפיה של סינכרוטרון רנטגן, הלוכדת דגימות באורך של עד כמה מילימטרים. קנה מידה זה מספיק עבור מדענים לראות רשתות עצביות שלמות וגם היכן תאים מסוימים או מבנים אחרים יושבים בהקשר הרחב יותר של המדגם. חשוב לציין, שיטה זו אינה פוגעת בדוגמה ולכן ניתן לצלם אותה שוב בטכניקה אחרת.

לאחר מכן בחרו החוקרים אזורים בעלי עניין מיוחד להצטלם במיקרוסקופ אלקטרוני, תוך לכידת פרטים מורכבים ברזולוציה גבוהה. באזורי יעד מסוימים זה יכול למפות פרטים קטנים עד 10 ננומטר, מה שיאפשר לחוקרים לראות מבנים זעירים כמו הסינפסות הבודדות המחברים נוירונים.

באמצעות אלגוריתמים ממוחשבים, הם שילבו את התוצאות כדי ליצור מפה מלאה של המבנה והתפקוד של קטע המוח שהם חקרו, עד כמה מילימטרים מעוקבים.

קרלס בוש, מחבר ראשון ומדען מעבדה ראשי במעבדה למעגלים חושיים ונוירוטכנולוגיה בקריק אומר: "הגישה שלנו מספקת דרך אמינה להתגבר על האתגר של הדמיית מבנים בקנה מידה שונה בתכלית. אנו מאמינים שהיא תהיה כלי רב עוצמה לחקור מעגלים נוירונים במוחם של יונקים וכן את המבנה והתפקוד של רקמות אחרות."

אנדראס שייפר, סופר בכיר וראש המעבדה למעגלים חושיים ונוירוטכנולוגיה בקריק אומר: "אנחנו מעוניינים ליישם גישה זו על המוח, שם חשוב לאסוף מידע על רשתות עצביות שלמות באורך של כמה מילימטרים לצדן. מידע על נוירונים וסינפסות ספציפיים.

"אבל יש לו גם פוטנציאל גדול להיות שימושי במסגרות אחרות, כמו ביולוגיה של סרטן שבה חוקרים שואפים להבין את הפעילות של תאים מסוימים בהקשר של הגידול הרחב יותר."

החוקרים שיתפו פעולה עם צוות מיקרוסקופיה אלקטרונים בקריק, ועבדו גם עם צוותי רנטגן סינכרוטרוניים במקור האור היהלום באוקספורדשייר, בסינכרוטרון האירופי בצרפת ובמכון פול שרר בשוויץ.

הצוות ימשיך במחקר זה, תוך שימוש בגישת הדמיה זו כדי לחשוף פרטים נוספים על נורת הריח וכן יפעל לשיפור נוסף של הטכניקה.



קישור לכתבת המקור – 2022-05-25 15:05:24

Share on facebook
Facebook
Share on twitter
Twitter
Share on linkedin
LinkedIn
Share on telegram
Telegram
Share on whatsapp
WhatsApp
Share on email
Email
פרסומת
תכנון תשתיות רפואיות

עוד מתחומי האתר