پیشرفت تصویربرداری مغز: 64 میلیون بار واضح تر
تصویربرداری مغز
فناوری MRI از تلاشهای دوک، کل مغز موش را با بالاترین وضوح نشان میدهد.
محققان چندین دانشگاه موفق شده اند در فناوری MRI پیشرفت کنند و واضح ترین تصاویر را از مغز موش ثبت کنند. این MRI تصفیه شده، همراه با میکروسکوپ نوری، راهی بی سابقه برای تجسم اتصال مغز فراهم می کند که به طور بالقوه منجر به درک بهتر بیماری های عصبی در انسان می شود.
تصویربرداری رزونانس مغناطیسی (MRI) نحوه تجسم بافت نرم و آبکی است که تصویربرداری با اشعه ایکس سخت است. اما در حالی که ام آر آی وضوح کافی برای تشخیص تومور مغزی را ارائه می دهد، برای تجسم جزئیات میکروسکوپی درون مغز که سازمان آن را آشکار می کند، باید بسیار واضح تر باشد.
در یک گشت و گذار فنی چندین دهه به رهبری مرکز دوک برای میکروسکوپ In Vivo با همکارانش در مرکز علوم بهداشتی دانشگاه تنسی، دانشگاه پنسیلوانیا، دانشگاه پیتسبورگ و دانشگاه ایندیانا، محققان دستکش را در دست گرفتند و وضوح MRI را بهبود بخشیدند. منجر به واضح ترین تصاویری که تا به حال از مغز موش گرفته شده است.
همزمان با پنجاهمین سالگرد اولین MRI ، محققان اسکنهایی از مغز موش تولید کردند که به طرز چشمگیری واضحتر از یک MRI بالینی معمولی برای انسان است، که معادل علمی رفتن از یک گرافیک پیکسلی 8 بیتی به جزئیات فوقالعاده واقعی است. یک نقاشی چاک کلوز
یک وکسل از تصاویر جدید – آن را به عنوان یک پیکسل مکعب در نظر بگیرید – فقط 5 میکرون اندازه دارد. این 64 میلیون بار کوچکتر از یک وکسل MRI بالینی است.
دوک MRI از کل مغز موش با وضوح 64 میلیون بار بهتر از MRI بالینی تصویربرداری می کند و امید به درک پارکینسون، آلزایمر و سایر بیماری ها را فراهم می کند. اعتبار: مرکز دوک برای میکروسکوپ In Vivo
اگرچه محققان آهنرباهای خود را به جای انسان روی موشها متمرکز کردند، امآرآی تصفیهشده یک راه مهم جدید برای تجسم اتصال کل مغز در وضوح رکوردشکنی فراهم میکند. محققان می گویند که بینش های جدید از تصویربرداری موش به نوبه خود منجر به درک بهتر شرایط در انسان می شود، مانند اینکه چگونه مغز با افزایش سن، رژیم غذایی یا حتی بیماری های عصبی مانند آلزایمر تغییر می کند .
«این چیزی است که واقعاً توانمند است. آلن جانسون، دکترای دکتر، نویسنده اصلی مقاله جدید و استاد برجسته رادیولوژی، فیزیک و مهندسی زیست پزشکی دانشگاه چارلز پاتمن در دانشگاه دوک، گفت: ما میتوانیم بیماریهای تخریبکننده عصبی را به روشی کاملا متفاوت شروع کنیم. .
هیجان جانسون مدت زیادی است که در راه است. کار جدید این تیم که در 17 آوریل در مجموعه مقالات آکادمی ملی علوم منتشر شد ، نقطه اوج نزدیک به 40 سال تحقیق در مرکز دوک برای میکروسکوپ In Vivo است .
در طول چهار دهه، جانسون، دانشجویان فارغ التحصیل مهندسی و بسیاری از همکارانش در دوک و دوردست، بسیاری از عناصر را اصلاح کردند که، وقتی همه آنها با هم ترکیب شوند، رزولوشن انقلابی MRI را ممکن کردند.
یک MRI فوق العاده قدرتمند که با میکروسکوپ نوری ادغام شده است به محققان اجازه می دهد تا یک نمودار سیم کشی با کیفیت بالا از کل مغز در موش ها ایجاد کنند. اعتبار: مرکز دوک برای میکروسکوپ In Vivo
برخی از اجزای کلیدی عبارتند از یک آهنربای فوق العاده قدرتمند (بیشتر MRI های بالینی به آهنربای 1.5 تا 3 تسلا متکی هستند؛ تیم جانسون از آهنربای 9.4 تسلا استفاده می کند)، مجموعه ای از سیم پیچ های گرادیان که 100 برابر قوی تر از MRI بالینی هستند و کمک به تولید تصویر مغز و یک کامپیوتر با کارایی بالا که معادل نزدیک به 800 لپ تاپ است که همگی برای تصویربرداری از یک مغز حرکت می کنند.
پس از اینکه جانسون و تیمش “نورهای روز را از آن اسکن کردند”، آنها بافت را برای تصویربرداری با استفاده از تکنیک متفاوتی به نام میکروسکوپ ورق نوری فرستادند. این تکنیک مکمل به آنها این توانایی را میدهد که گروههای خاصی از سلولها را در سراسر مغز برچسبگذاری کنند، مانند سلولهای تولیدکننده دوپامین برای تماشای پیشرفت بیماری پارکینسون.
سپس این تیم تصاویر ورق نوری را که نمای بسیار دقیقی به سلولهای مغزی میدهد، بر روی اسکن اصلی MRI ترسیم میکند که از نظر تشریحی دقیقتر است و نمای واضحی از سلولها و مدارها در سراسر مغز ارائه میکند.
با استفاده از این تصاویر ترکیبی از داده های مغز، محققان اکنون می توانند اسرار میکروسکوپی مغز را به روش هایی که قبلا هرگز ممکن نبود، بررسی کنند.
مجموعه ای از تصاویر MRI نشان می دهد که چگونه ارتباط مغزی با افزایش سن موش ها تغییر می کند و همچنین چگونه مناطق خاصی مانند سابیکولوم درگیر حافظه بیشتر از بقیه مغز موش تغییر می کند.
مجموعه دیگری از تصاویر، قرقره ای از اتصالات مغزی رنگین کمانی را نشان می دهد که زوال چشمگیر شبکه های عصبی را در مدل موشی بیماری آلزایمر نشان می دهد.
امید این است که با ساختن MRI به یک میکروسکوپ حتی با قدرت بالاتر، جانسون و دیگران بتوانند مدلهای موش بیماریهای انسانی مانند بیماری هانتینگتون، آلزایمر و دیگران را بهتر درک کنند. و این باید به درک بهتری از نحوه عملکرد یا خرابی چیزهای مشابه در افراد منجر شود.
جانسون گفت: «تحقیقات انجام شده توسط مؤسسه ملی پیری نشان داد که مداخلات غذایی و دارویی میتواند منجر به عمر طولانیتر حیوانات شود.» بنابراین، سوال این است که آیا مغز آنها در طول این طول عمر طولانی هنوز دست نخورده است؟ آیا آنها هنوز هم می توانند جدول کلمات متقاطع را انجام دهند؟ آیا آنها می توانند سودوکو انجام دهند حتی اگر 25 درصد بیشتر عمر کنند؟ و ما اکنون این ظرفیت را داریم که به آن نگاه کنیم. و با انجام این کار، میتوانیم آن را مستقیماً به وضعیت انسانی ترجمه کنیم.»
منبع: سئودل
دیدگاهتان را بنویسید