تقنية جديدة لرؤية الخلايا العصبية في الدماغ العميق لأشهر في وقت تم تطويره في ستانفورد
تقنية جديدة لرؤية الخلايا العصبية في الدماغ العميق لأشهر في وقت تم تطويره في ستانفورد
Anonim

سافر مسافة ملليمتر واحد فقط داخل الدماغ وستخطو إلى الظلام.

لا تسمح المجاهر الضوئية القياسية للباحثين بالنظر إلى الجزء الداخلي من الدماغ الحي ، حيث تتشكل الذكريات ويمكن أن يكون لأمراض مثل الخرف والسرطان تأثيرها.

لكن علماء ستانفورد ابتكروا طريقة جديدة لا تتيح لهم فقط النظر في أعماق الدماغ لفحص الخلايا العصبية ، بل تسمح لهم أيضًا بمواصلة المراقبة لأشهر.

تعد هذه التقنية بتحسين فهم كل من البيولوجيا الطبيعية والحالات المرضية لهذا النسيج المخفي.

مكّنت التطورات الحديثة الأخرى في البصريات الدقيقة العلماء من إلقاء نظرة خاطفة على خلايا الدماغ العميق ، لكن ملاحظاتهم لم تلتقط سوى لقطة سريعة للتغييرات المجهرية التي تحدث على مدى شهور وسنوات مع الشيخوخة والمرض.

يظهر تطوير جامعة ستانفورد على الإنترنت في 16 يناير في مجلة Nature Medicine. كما ستظهر في طبعة فبراير 2011 المطبوعة.

يدرس العلماء العديد من أمراض الدماغ العميق باستخدام نماذج الفئران ، وهي الفئران التي تم تربيتها أو تعديلها وراثيًا لتكون مصابة بأمراض مشابهة للآلام البشرية.

قال كبير المؤلفين مارك شنيتسر ، الأستاذ المشارك في علم الأحياء والفيزياء التطبيقية: "سيتمكن الباحثون الآن من دراسة نماذج الفئران في هذه المناطق العميقة بطريقة لم تكن متاحة من قبل".

نظرًا لأن الفحص المجهري الضوئي لا يمكنه إلا اختراق الطبقة الخارجية من الأنسجة ، فلا يمكن الوصول إلى أي منطقة من الدماغ أعمق من 700 ميكرون أو نحو ذلك (حوالي 1/32 من البوصة) عن طريق تقنيات الفحص المجهري التقليدية. سمحت التطورات الحديثة في البصريات الدقيقة للعلماء بالتعمق لفترة وجيزة في الأنسجة الحية ، ولكن كان من المستحيل تقريبًا العودة إلى نفس الموقع من الدماغ وكان من المحتمل جدًا أن يتضرر النسيج المعني أو يصاب بالعدوى.

قال يورجن جونج ، مدير العمليات في مختبر شنيتسر ، إنه باستخدام الطريقة الجديدة ، "يصبح التصوير ممكنًا لفترة طويلة جدًا دون الإضرار بالمنطقة محل الاهتمام". يتم وضع أنابيب زجاجية صغيرة ، حوالي نصف عرض حبة الأرز ، بعناية في الدماغ العميق لفأر مخدر. بمجرد وضع الأنابيب في مكانها ، لا يتعرض الدماغ للبيئة الخارجية ، وبالتالي يمنع العدوى. عندما يرغب الباحثون في فحص الخلايا وتفاعلاتها في هذا الموقع ، يقومون بإدخال أداة بصرية صغيرة تسمى المنظار الدقيق داخل أنبوب التوجيه الزجاجي. تحتوي أنابيب التوجيه على نوافذ زجاجية في نهاياتها يمكن للعلماء من خلالها فحص الجزء الداخلي من الدماغ.

قال شنيتسر: "إن الأمر يشبه النظر إلى كوة في غواصة".

تسمح أنابيب التوجيه للباحثين بالعودة إلى نفس الموقع بالضبط من الدماغ العميق بشكل متكرر على مدار أسابيع أو شهور. في حين أن تقنيات مثل التصوير بالرنين المغناطيسي يمكن أن تفحص الدماغ العميق ، "لا يمكنهم النظر إلى الخلايا الفردية على نطاق مجهري ،" قال شنيتسر. الآن ، يمكن مراقبة الفروع الدقيقة للخلايا العصبية خلال تجارب مطولة.

لاختبار استخدام هذه التقنية لفحص أمراض الدماغ ، نظر الباحثون في نموذج فأر من الورم الدبقي ، وهو شكل قاتل من سرطان الدماغ. لقد رأوا السمات المميزة لنمو الورم الدبقي في الدماغ العميق والتي كانت معروفة سابقًا في الأورام الموصوفة بأنها سطحية (على السطح أو بالقرب منه).

تعتمد شدة أورام الورم الدبقي على موقعها. قال لورانس ريشت ، أستاذ علم الأعصاب وعلوم الأعصاب: "إن أورام الدماغ الأكثر عدوانية تنشأ بشكل عميق وليس سطحيًا". قال ريشت إن سبب تأثير أورام الورم الدبقي على معدل نموها غير مفهوم ، لكن هذه الطريقة ستكون وسيلة لاستكشاف هذا السؤال.

بالإضافة إلى مواصلة دراساتهم حول أمراض الدماغ وعلم أعصاب الذاكرة ، يأمل الباحثون في تعليم الباحثين الآخرين كيفية أداء هذه التقنية.

شعبية حسب الموضوع