قام علماء من التخنيون ومعهد هيلمهولتز في ميونيخ بتطوير تقنية جديدة للتصوير السريع ثلاثي الأبعاد لمجموعات واسعة من الخلايا العصبية على عمق غير مسبوق
قام علماء من التخنيون ومعهد هيلمهولتز في ميونيخ بتطوير تقنية بصرية صوتية مبتكرة لتصوير الدماغ، والتي تتيح مراقبة ثلاثية الأبعاد للمناطق التي تحتوي على ملايين الخلايا العصبية (الخلايا العصبية) بسرعة وعمق غير مسبوقين. تتمتع هذه التقنية بمزايا هائلة مقارنة بالتصوير البصري التقليدي.
تم إجراء البحث، الذي نُشر في مجلة Light: Science & Applications from the Nature المرموقة، بالتعاون بين البروفيسور شاي شوم من كلية الهندسة الطبية الحيوية في التخنيون، وخريج التخنيون البروفيسور دانييل ريزنسكي من مركز هيلمهولتز. وجامعة ميونخ التقنية، وفريق من الباحثين ضم الدكتور لويس دين بن والدكتور جالي سيلا.
يعد التصوير الشامل والعميق للدماغ شرطًا ضروريًا لفهم كيفية عمل الدماغ في الصحة والمرض، كما أن مراقبة مجموعات الخلايا العصبية في الدماغ وتفاعلاتها هي هدف أساسي في تطوير تقنيات تصوير الدماغ. ومن هنا تأتي أهمية الطريقة الجديدة التي تسمح، بحسب الباحثين، "بمراقبة كمية هائلة من الخلايا العصبية ومعرفة كيفية انتقال الرسائل بينها كالنار في الهشيم. طريقتنا تجعل من الممكن ملاحظة تنشيط الدوائر العصبية الكبيرة، وحتى الدماغ بأكمله في حالة حيوان صغير. وفي تقديرنا، ستساعد هذه التكنولوجيا في تطوير علاجات جديدة للاضطرابات العصبية والنفسية".
يعتمد النظام الجديد، المسمى FONT (التصوير العصبي البصري الصوتي الوظيفي)، على نبضات ليزر قصيرة تسبب تذبذبات صغيرة ومؤقتة للأنسجة، مما يؤدي إلى إنشاء موجات فوق صوتية. تتم مراقبة هذه التقلبات بواسطة أجهزة كشف مخصصة وترجمتها إلى صور ثلاثية الأبعاد للأنسجة. تعتمد التكنولوجيا المبتكرة على اكتشاف البروفيسور ريزنسكي وآخرين، والذي بموجبه تمتلك البروتينات الحساسة لتركيز الكالسيوم بصمة بصرية صوتية تمكن من مراقبة نشاط الدماغ. تعتمد هذه المراقبة على التغيرات السريعة في تركيزات أيونات الكالسيوم المصاحبة لنشاط الدماغ.
اختبر الباحثون النظام الجديد على أدمغة أسماك الزرد البالغة. ومع ذلك، يشيرون إلى أن التكنولوجيا الجديدة تمكن من تصوير أدمغة أكبر بكثير بحجم يصل إلى مئات المليمترات المكعبة - ما يصل إلى 1,000 مرة من الحد الأقصى للحجم الممكن باستخدام طرق التصوير المجهري الضوئي الحالية، والتي تعتبر محدودة للغاية في استخدامها. عمق الاختراق. يتمتع النظام المتطور أيضًا بميزة كبيرة في البعد الزمني - فهو يقوم بالتصوير بمعدل 100 صورة حجمية في الثانية وبالتالي يتيح مراقبة العمليات السريعة مثل النشاط الكهربائي في الخلايا العصبية.
للحصول على المقال كاملا:http://dx.doi.org/10.1038/lsa.2016.201
