ثبت دقیق‌ترین تصویر سلول‌های مغز با یک میکروسکوپ مینیاتوری / عکس

این میکروسکوپ با وزن تنها ۲.۱۷ گرم، به تصویربرداری پایدار از قشر مغز و نورون‌های هیپوکامپ موش‌هایی که آزادانه حرکت می‌کنند، دست یافت و این نوآوری‌ای است که می‌تواند به عنوان روشی برای افشای اسرار مغز انسان عمل کند.

مغز انسان حاوی میلیاردها نورون و تریلیون‌ها سیناپس است و نقشه‌برداری از اتصالات و پویایی عملکردی آن یکی از هدف‌های تحقیقات جهانی درباره مغز بوده است. ابزارهای تصویربرداری میکروسکوپی پوشیدنی قابل استفاده برای حیوانات کوچک یکی از این ابزارهای تحقیقاتی است.

تیمی به رهبری “چنگ هپینگ”، مدیر مرکز ملی تصویربرداری زیست پزشکی در دانشگاه پکن، سال‌ها بر روی توسعه چنین دستگاه‌هایی کار کرده‌اند. این تیم اولین میکروسکوپ مینیاتوری دو فوتونی خود با وزن ۲.۲ گرم را در سال ۲۰۱۷ ساخت و تصاویری پویا از فعالیت‌های عصبی و سیناپسی در قشر مغز موش‌ها در حین حرکت آزاد به دست آورد.

چنگ، یکی از اعضای آکادمی علوم چین، گفت: پس از چهار سال توسعه، یک میکروسکوپ دو فوتونی ارتقاء یافته است و میدان تصویربرداری آن ۷.۸ برابر بزرگ‌تر شده و می‌تواند تصاویر سه‌بعدی از سیگنال‌های عملکردی نورون‌های قشر مغز بگیرد.

میکروسکوپ جدید سه فوتونی که توسط تیمی به سرپرستی چنگ و وانگ آیمین، محقق از دانشگاه پکن ساخته شده است، در مقایسه با میکروسکوپ‌های چند فوتونی مینیاتوری قبلی، عمق تصویربرداری بیشتری دارد.

این میکروسکوپ به کل قشر موش‌هایی که آزادانه حرکت می‌کردند، نفوذ کرد و تصاویری از فعالیت کلسیم ناحیه هیپوکامپ در عمق ۱.۲ میلی‌متری ثبت کرد که این کار چالش بزرگی برای دانشمندان علوم اعصاب در سراسر جهان بود.

میکروسکوپ سه فوتونی توسعه یافته توسط این تیم با موفقیت به تصویربرداری در عمق مغز موش‌هایی که آزادانه حرکت می‌کنند، دست یافت. طبق نتایج این مطالعه، این میکروسکوپ دارای مزیت اضافی به نام سمیت نوری کم است و به همین دلیل مانع از آسیب نوری به تصاویر می‌شود.

۵۸۵۸