Исследовательская группа из Пекинского университета совершила новый прорыв в многофотонной микроскопии, разработав миниатюрный трехфотонный микроскоп, с помощью которого удалось получить изображения глубоких слоев мозга у свободно движущихся мышей. Об этом сообщает Информационное агентство Синьхуа.
Микроскоп, весящий всего 2,17 грамма, обеспечивает стабильное изображение коры головного мозга и нейронов гиппокампа у свободно движущихся мышей, что является многообещающим методом для раскрытия тайн человеческого мозга.
Исследование было опубликовано в журнале Nature Methods.
Человеческий мозг содержит миллиарды нейронов и триллионы синапсов, и картирование его связности и функциональной динамики было одним из направлений глобальных исследований мозга, а носимые микроскопические устройства визуализации, применимые к маленьким животным, являются одним из инструментов исследования.
Команда под руководством Чэн Хэпина, директора Национального центра биомедицинской визуализации при Пекинском университете, уже много лет работает над созданием таких устройств.
Команда разработала свой первый миниатюрный двухфотонный микроскоп весом 2,2 грамма в 2017 году и получила динамические изображения активности нейронов и синапсов в коре головного мозга мышей во время их свободного движения.
По словам Чэна, также академика Китайской академии наук, после четырех лет разработки модернизированный двухфотонный микроскоп увеличил поле изображения в 7,8 раза и смог получать трехмерные изображения функциональных сигналов нейронов коры головного мозга.
Изображение коры и области гиппокампа в глубоком мозгу мыши, полученное с помощью трехфотонного микроскопа, разработанного исследовательской группой из Пекинского университета, с зелеными пятнами, показывающими флуоресцентные кальциевые сигналы нейронов. Фото Пекинского университета/Синьхуа.
Новый трехфотонный микроскоп, разработанный группой под руководством Ченга и Ван Айминя, исследователя из Пекинского университета, отличается большей глубиной изображения по сравнению с предыдущими миниатюрными многофотонными микроскопами.
Он проник во всю кору и мозолистую оболочку свободно двигающихся мышей и зафиксировал активность кальция в области гиппокампа на глубине до 1,2 миллиметра, что стало решением большой проблемы для нейробиологов по всему миру.
Активность кальция является показателем, отражающим клеточную активность нейронов и может контролироваться при сочетании с флуоресцентными молекулами, индикатором кальция. Однако рассеяние света в тканях головного мозга, особенно в мозоли под корой, приводит к короткому расстоянию проникновения флуоресценции, что ограничивает глубину визуализации.
"Гиппокамп находится под корой и мозолистой оболочкой. Предыдущие миниатюрные многофотонные микроскопы по всему миру не смогли зафиксировать его неинвазивное изображение", – отметил Чжао Чуньчжу, член команды Колледжа технологий будущего при Пекинском университете.
Трехфотонный микроскоп, разработанный командой, успешно достиг визуализации в глубоких отделах мозга у свободно движущихся мышей благодаря инновационной оптической конфигурации, которая максимизировала эффективность сбора рассеянной флуоресценции.
Согласно исследованию, микроскоп обладает дополнительным преимуществом низкой фототоксичности, не вызывая явного фотообесцвечивания или фотоповреждения при длительном наблюдении за активностью нейронов.
Кто мы такие: О нас и Контакты. Как мы пишем новости и наши принципы: Редакционный кодекс. Мы старались, если вам понравилось – задонатьте.
Если Вы заметили орфографическую ошибку, напишите нам.