|
Скрытые сети, пронизывающие все тело человека
|
|
|
|
Человеческое тело - впечатляющая биологическая машина, но, как и в любой другой машине, одна небольшая ошибка, сбой в работе или неисправность в работе может перерасти в очень серьезную проблему. Одной из таких потенциальных проблемных зон являются сети волокон, которые находятся в каждой ткани тела, независимо от того, помогают ли мышцы производить механическую нагрузку или формируют коммуникационные пути в мозге. Эти волокна делают возможной жизнь, но при повреждении они также могут быть источником определенных заболеваний и неврологических расстройств.
|
|
|
|
Несмотря на то, что ученые хорошо осведомлены о важности этих сетей, их изучение оказалось чрезвычайно сложным, поскольку они на удивление малы. Визуализировать их с достаточной точностью, чтобы понять их ориентацию в тканях, по крайней мере, до сих пор было невозможно. Теперь новое исследование, опубликованное в журнале Nature Communications под руководством ученых из Стэнфорда, сделало невозможное возможным с помощью нового метода визуализации, который они называют “вычислительной визуализацией рассеянного света”, или ComSLI.
|
|
|
|
Вместо того чтобы полагаться на специализированные красители или дорогостоящее оборудование, ComSLI использует вращающийся источник света, который анализирует микроскопические структуры под разными углами. Поскольку свет рассеивается по-разному в зависимости от ориентации структуры, ученые могут анализировать это рассеяние под разными углами. Затем компьютерные алгоритмы обрабатывают эти данные и формируют карты с цветовой кодировкой, называемые “распределениями ориентации волокон с учетом микроструктуры”, которые, по сути, детализируют расположение конкретной волоконной сети в образце ткани.
|
|
|
|
|
|
|
Хотя это позволяет ученым получать изображения волокнистых структур с огромной точностью, для такой установки требуются только источник света и камера-микроскоп. Это также не требует специальной подготовки, что означает, что существующие образцы, в том числе те, которым десятки или даже сто лет, могут быть исследованы с помощью этой новой технологии с микронным разрешением.
|
|
|
|
“Это инструмент, который может использовать любая лаборатория. Вам не нужна специальная подготовка или дорогостоящее оборудование”, - сказал Майкл Зейне из Стэнфордского университета, соавтор исследования, в заявлении для прессы. “Что меня больше всего восхищает, так это то, что такой подход открывает двери для всех, от небольших исследовательских лабораторий до патологоанатомических лабораторий, чтобы получить новые знания на основе слайдов, которые у них уже есть”.
|
|
|
|
В ходе исследования ученые подробно описали, как они использовали ComSLI для сравнения различий во внешнем виде волокон в гиппокампе между здоровыми тканями и тканями пациентов с болезнью Альцгеймера. Благодаря высокому разрешению ComSLI исследователи отметили “поразительное ухудшение микроструктуры” и то, что плотность пересечений волокон, образующих связи в гиппокампе, была аналогичным образом уменьшена. Команда также показала, что с помощью этого метода можно аналогичным образом визуализировать структуры, связанные с мышцами, костями и сосудистой системой.
|
|
|
|
“Еще один интересный план состоит в том, чтобы вернуться к хорошо описанным мозговым архивам или срезам мозга известных людей и восстановить эту информацию о микросвязях, раскрывая ”секреты", которые считались давно утерянными", - сказал Мариос Георгиадис из Стэнфордского университета, ведущий автор исследования, в заявлении для прессы. “В этом вся прелесть Комсли”.
|
|
|
|
Источник
|
