64-milión krát jasnejšie skenovanie prináša nový pohľad na mozog
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 20. 4. 2023
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Päťdesiat rokov po tom, čo americký chemik Pal Laterbur podrobne uviedol prvé zobrazovanie magnetickou rezonanciou (MRI), vedci si pripomenuli toto historické lekárske výročie doteraz najostrejším skenovaním mozgu myši.
Takmer 40 rokov práce v Centru pre mikroskopiu in vivo na Duekovej univerzite, v spolupráci s vedcami z Medicínskeho vedeckého centra univerzity v Tennessee, Pennsylvánskej univerzity, Pittsburghskej univerzity a univerzity v Indiane, videlo k vytvoreniu vizuálnej magnetickej rezonancie, ktorá je až 64 miliónov krát ostrejšia ako súčasná technológia.
Táto magnetická rezonancia dokázala zachytiť snímky s takými detailmi, že každý voxel (3D verzia pixelu) meral iba 5 mikrónov, čiže päťtisícinu milimetra. To znamená, že zatiaľ čo súčasná technológia MRI je dostatočne pokročilá na to, aby rozpoznala napríklad mozgový nádor, tento druh jasného obrazu môže posunúť veci o krok ďalej a zobraziť organizáciu a oveľa podrobnejšie prepojenie.
Vedci veria, že táto úroveň podrobného zobrazovania umožní lepšie pochopiť, ako sa mozog mení s vekom, stravou a neurodegeneratívnymi ochoreniami, ako je Alzheimerova choroba.
„Je to niečo, čo to skutočne umožňuje,“ povedal hlavný autor G. Allan Johnson, profesor rádiológie, fyziky a biomedicínskeho inžinierstva na Dukeovej univerzite. „Môžeme sa začať pozerať na neurodegeneratívne ochorenia úplne iným spôsobom“.
Vyvrcholením takmer 40-ročnej práce v Centre pre mikroskopiu in vivo bolo toto rozlíšenie MRI môžné len vďaka pôsobivej technológii. Tím použil výkonný 9,4-teslaový magnet (klinické MRI majú vo všeobecnosti magnet 1,5 až 3 Tesla), sadu gradientových cievok 100-krát silnejších ako pri štandardných skenoch a superpočítač ekvivalentný 800 notebookom, pričom všetky technológie sa sústredili na zachytenie mozgu jednej myši.
A čo viac, po dokončení vizualizácií MRI výskumníci nechali skenovať mozgové tkanivo pomocou svetelnej listovej mikroskopie. To umožnilo vedcom označiť špecifické skupiny buniek, čo im umožnilo sledovať, ako neurodegeneratívne ochorenia postupujú v priebehu času.
Pomocou súborov myší rôzneho veku a genetického zloženia boli vedci schopní vidieť, ako sa v priebehu času zmenila konektivita celého mozgu zvieraťa a ako sa určité oblasti, ako napríklad subikulum súvisiace s pamäťou, zmenili podstatne viac ako iné oblasti. Obrázky tiež dokázali zachytiť, ako Alzheimerova choroba rozkladá neurónové siete.
Výskum pripravuje pôdu pre ďalší technologický vývoj na zachytenie ľudského mozgu v takých detailoch, ktoré by umožnili lepšie pochopiť, ako sa tkanivo mení s vekom a aké zásahy by mohli pomôcť pri odvrátení degenerácie.
„Výskum podporovaný Národným inštitútom starnutia odhalil, že skromné diétne a liekové zásahy môžu viesť k tomu, že zvieratá budú žiť o 25 % dlhšie,“ povedal Johnson. „Otázkou teda je, či je ich mozog počas tejto predĺženej životnosti stále neporušený? Mohli by ešte lúštiť krížovky? Budú schopní hrať sudoku, aj keď žijú o 25 % dlhšie? A teraz máme kapacitu sa na to pozrieť. A keď to urobíme, môžeme to preniesť priamo do ľudského stavu.“
Výskum bol nedávno publikovaný v PNAS.
