Рентгенівська візуалізація фіксує складні зв'язки мозку

Розробка технології

Міжнародна група дослідників під керівництвом Інституту Френсіса Кріка у співпраці з Інститутом Пола Шеррера розробила новий протокол візуалізації для точного відображення зв'язків між клітинами мозку мишей.
У роботі, опублікованій у журналі Nature Methods, вони поєднали рентгенівські промені з радіаційно-стійкими матеріалами, створеними для аерокосмічної промисловості.

Зображення, отримані за допомогою цієї техніки, дозволили дослідникам побачити, як нервові клітини з’єднуються в мозку миші без необхідності тонкого розрізання тканин, що є значною перевагою над класичними методами.

Об'ємна електронна мікроскопія: золотий стандарт

Об'ємна електронна мікроскопія — ключовий інструмент для створення карт нейронних зв’язків, або конектомів. Саме цей метод дозволив уперше описати конектоми Drosophila melanogaster — спочатку личинок, а згодом і дорослих мух.

Методика передбачає:

• нарізання ультратонких зрізів товщиною 10 нм;
• візуалізацію кожного зрізу;
• реконструкцію тривимірної структури тканини.

Це дає феноменальну деталізацію, але обмежується складністю та фізичними межами розрізання великих мозкових структур.

Перегляньте записи заходів, що проходили в межах Neurology Thursday та не забувайте слідкувати за оновленнями!

Переваги рентгенівських променів

На відміну від електронів, рентгенівські промені можуть проникати глибше в матеріал. Тому команда вивчила їх потенціал для відображення дрібних деталей нейронної тканини без розрізання.

Вони використали стандартний протокол підготовки зразків для volume EM, але додали важливий новий етап — вбудовування тканини в спеціальну смолу, розроблену для ядерної й аерокосмічної галузей.

Ця смола:

• витримує радіацію, здатну пошкодити космічні апарати;
• дозволила збільшити дозу опромінення у 20 разів;
• дала змогу піддавати зразки мільярдам рентгенівських променів.

Синхротрон і рентгенівська птіхографія

Зразки були зняті за допомогою потужного синхротрона — прискорювача, який генерує інтенсивне, когерентне рентгенівське випромінювання.

Отримані зображення завдяки рентгенівській птіхографії досягли роздільної здатності 38 нм, що дозволило візуалізувати:

• синапси — точки контакту між нейронами,
• дендрити — вхідні відростки клітин,
• аксони — структури, що проводять електричні імпульси.

Перегляньте записи:

Що кажуть дослідники

Андреас Шефер, керівник лабораторії сенсорних схем і нейротехнологій в Crick:

«Об’ємна ЕМ — революційний інструмент, але вона має межі у відображенні великих мозкових структур. Ми раді, що наш протокол дозволив отримати високу роздільну здатність без нарізання. Це ще один крок до мрії — повного конектома мозку”.

Карлес Бош Піньол, головний науковий співробітник Інституту Кріка:

«Ми довели, що рентгенівська візуалізація підходить для делікатних біологічних зразків. Тепер прагнемо збільшити поле зору й деталізацію. Поєднання з іншими методами відкриває нові можливості дослідження функцій мозку».

ДЖЕРЕЛО: Medical Xpress

На платформі Accemedin багато цікавих заходів! Аби не пропустити їх, підписуйтесь на наші сторінки! Facebook. Telegram. Viber. Instagram.