Różne

Nowy czujnik MRI może obrazować głęboko w naszych mózgach

Nowy czujnik MRI może obrazować głęboko w naszych mózgach


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Naukowcy z MIT opracowali sposób, aby spojrzeć głębiej w mózg niż kiedykolwiek wcześniej. Wapń jest niezbędną cząsteczką sygnałową dla większości komórek. Odgrywa jeszcze większą rolę w neuronach.

ZOBACZ TAKŻE: NOWE BADANIE WYKORZYSTUJE SKANERY MRI DO PRZEWIDYWANIA ALZHEIMERA I DEMENCJI

Naukowcom od dawna udało się zobrazować wapń w falach mózgowych, aby uzyskać obraz tego, jak się ze sobą komunikują. Jednak obecna technologia pozwala na penetrację obrazu tylko na kilka milimetrów.

MRI pomaga uzyskać głębszy obraz

Zespół badawczy MIT opracował metodę opartą na obrazowaniu metodą rezonansu magnetycznego (MRI) i zapewnia znacznie głębszy obraz.

„W artykule opisano pierwsze wykrywanie wewnątrzkomórkowej sygnalizacji wapniowej oparte na rezonansie magnetycznym, które jest bezpośrednio analogiczne do potężnych metod optycznych stosowanych szeroko w neurologii, ale teraz umożliwia wykonywanie takich pomiarów in vivo w głębokich tkankach” - mówi Alan Jasanoff, profesor MIT inżynieria biologiczna, nauki o mózgu i kognitywistyki oraz nauki i inżynieria jądrowa, a także członek stowarzyszony MIT McGovern Institute for Brain Research.

W stanie spoczynku neurony mózgowe mają bardzo niski poziom wapnia. Ale kiedy neurony wysyłają impuls elektryczny, wapń zalewa neuron.

Nowa metoda wnika dalej

Naukowcy wykorzystali to zjawisko, aby dowiedzieć się, jak działa mózg, oznaczając wapń cząsteczkami fluorescencyjnymi. Odbywa się to w komórkach mózgowych w naczyniu laboratoryjnym lub w mózgach żywych zwierząt.

Jednak tego rodzaju obrazowanie mikroskopowe może wnikać w tkankę tylko na kilka dziesiątych milimetra, co ogranicza badanie tylko do powierzchni mózgu.

„Za pomocą tych narzędzi robi się niesamowite rzeczy, ale chcieliśmy czegoś, co pozwoliłoby nam i innym spojrzeć głębiej na sygnalizację na poziomie komórkowym” - mówi Jasanoff.

Aby spełnić swoje marzenie, naukowcy zaczęli przyglądać się rezonansowi magnetycznemu. MRI działa poprzez wykrywanie interakcji magnetycznych między wstrzykniętym środkiem kontrastowym a cząsteczkami wody wewnątrz komórek. Jest to powszechne narzędzie do nieinwazyjnego obrazowania różnych części ciała.

Podczas gdy inne badania przeprowadzono na czujnikach wapnia opartych na rezonansie magnetycznym MRI, utrudniał im brak opracowania środka kontrastowego, który może dostać się do komórek mózgowych. Zespół Jasanoff stworzył środek kontrastowy, który wykorzystywał elementy budulcowe, które mogą przenikać przez błonę komórkową.

Pomyślne testy na szczurach

Środek zawiera mangan związany ze związkiem, który może przenikać przez błony komórkowe. Zawiera również ramię wiążące wapń, zwane chelatorem. Gdy środek znajdzie się w komórce, jeśli poziom wapnia jest niski, chelator słabo wiąże się z atomem manganu, chroniąc metal przed wykryciem metodą rezonansu magnetycznego.

Kiedy komórka jest zalana wapniem, chelator wiąże się z wapniem i uwalnia mangan, po czym środek kontrastowy wydaje się jaśniejszy na obrazie MRI.

„Kiedy neurony lub inne komórki mózgowe zwane glejami są stymulowane, często doświadczają ponad dziesięciokrotnego wzrostu stężenia wapnia. Nasz czujnik może wykryć te zmiany ”- mówi Jasanoff.

Aby przetestować swój środek, naukowcy wstrzyknęli go do mózgów szczurów w głębokim obszarze mózgu zwanym prążkowiem. Prążkowie to część mózgu zaangażowana w planowanie ruchu i uczenie się nowych zachowań.

Jony potasu zostały następnie użyte do stymulacji aktywności elektrycznej w neuronach prążkowia, a badaczowi udało się zmierzyć odpowiedź wapniową tych komórek.

Badania będą nadal rozwijane i mogą dać szansę dokładnego zrozumienia czasu aktywności neuronów w głębi mózgu.

„Może to być przydatne do ustalenia, jak różne struktury w mózgu współpracują ze sobą, przetwarzając bodźce lub koordynując zachowanie” - mówi Jasanoff. Wyniki badań ukazały się w Nature Communications z 22 lutego.


Obejrzyj wideo: MRI Sounds - Felsenbein (Może 2022).