Search Icon
ΑΝΑΖΗΤΗΣΗ
Τεχνολογία

Δέσμες ιόντων για τη βελτίωση της μικροσκοπίας του εγκεφάλου

Δέσμες ιόντων για τη βελτίωση της μικροσκοπίας του εγκεφάλου

Η διαδικασία προετοιμασίας παχύρρευστων δειγμάτων για απεικόνιση υψηλής ανάλυσης είναι πολύ πιο γρήγορη από ό,τι με άλλες τεχνικές. Αυτή η επιτάχυνση μπορεί να επιτρέψει την ανάλυση μιας ευρύτερης σειράς δειγμάτων.

Η βελτίωση του τρόπου με τον οποίο οι επιστήμονες μπορούν να δουν τις μικροσκοπικές δομές του εγκεφάλου μπορεί να βελτιώσει την κατανόησή μας για μια σειρά από εγκεφαλικές ασθένειες, όπως το Αλτσχάιμερ ή η σκλήρυνση κατά πλάκας. Η μελέτη αυτών των ασθενειών είναι δύσκολη και έχει περιοριστεί από την ακρίβεια των διαθέσιμων μοντέλων. Για να δουν τα μικρότερα μέρη των κυττάρων, οι επιστήμονες χρησιμοποιούν συχνά μια τεχνική που ονομάζεται ηλεκτρονική μικροσκοπία. Η ηλεκτρονική μικροσκοπία ιστορικά περιλαμβάνει την προσθήκη χημικών ουσιών και τη φυσική κοπή του ιστού. Ωστόσο, αυτή η προσέγγιση μπορεί να αλλάξει τον τρόπο εμφάνισης των κυττάρων και των δομών, διαταράσσοντας τη φυσική τους κατάσταση και μπορεί να περιορίσει την ανάλυση.

Μια εναλλακτική μέθοδος, που ονομάζεται κρυοηλεκτρονική τομογραφία (cryo-ET), παρέχει σαφέστερες εικόνες των μικρότερων τμημάτων του εγκεφάλου σε μια πιο φυσική κατάσταση, ωστόσο, απαιτεί κατάψυξη. Η κατάψυξη των δειγμάτων σε κρυογονικές θερμοκρασίες πρέπει να γίνεται προσεκτικά, διαφορετικά μπορεί να σχηματιστούν κρύσταλλοι πάγου, διαταράσσοντας τη φυσική ανατομία. Όμως, νέα έρευνα του Benjamin Creekmore στα εργαστήρια των Yi-Wei Chang και Edward Lee στο Πανεπιστήμιο της Πενσυλβάνια δείχνει μια νέα τεχνική για τη μελέτη της υπερδομής του ανθρώπινου εγκεφάλου. Παρουσιάζουν την έρευνά τους στην 68η Ετήσια Συνάντηση της Βιοφυσικής Εταιρείας, που πραγματοποιήθηκε στις 10–14 Φεβρουαρίου 2024 στη Φιλαδέλφεια της Πενσυλβάνια.

Ο Creekmore και οι συνεργάτες του πήραν εγκεφαλικό ιστό από αυτοψίες, τον πάγωσαν απευθείας σε ειδικά πλέγματα με υγρό αιθάνιο και χρησιμοποίησαν ένα ισχυρό εργαλείο που ονομάζεται δέσμη ιόντων εστιασμένης στο πλάσμα xenon για να κόψουν λεπτές φέτες για απεικόνιση. Αυτή η μέθοδος τους επέτρεψε να κοιτάξουν τον εγκεφαλικό ιστό στη σχεδόν φυσική του κατάσταση χωρίς να κόψουν με λεπίδα μαχαιριού, να προσθέσουν χημικές ουσίες ή πιο αργή κατάψυξη, τα οποία μπορούν να οδηγήσουν σε αλλαγές στις δομές. “Ο πιο συνηθισμένος τρόπος διατήρησης του ιστού τη στιγμή της νεκροψίας είναι να τον βάλεις σε μια κατάψυξη και μετά να τον χρησιμοποιήσεις αργότερα. Αλλά το να τον αφήσεις να παγώσει αργά και μετά να τον ζεστάνεις και μετά να τον ξαναπαγώσεις επίσης διαταράσσει τον ιστό. Οι μεμβράνες σπάνε και μπορείς χάνουν την κανονική αρχιτεκτονική”, εξήγησε ο Creekmore.

Ένα εκπληκτικό μέρος της νέας μεθόδου είναι ότι τους επιτρέπει να παγώνουν πιο εύκολα και γρήγορα πολύ παχύτερα δείγματα – στο παρελθόν τα δείγματα περιορίζονταν στα 10 μικρά χρησιμοποιώντας παρόμοιες προσεγγίσεις. «Καταφέραμε να παγώσουμε δείγματα πάχους έως και 250 μm χωρίς κρυστάλλους πάγου», είπε ο Creekmore. Η διαδικασία προετοιμασίας παχύρρευστων δειγμάτων για απεικόνιση υψηλής ανάλυσης είναι πολύ πιο γρήγορη από ό,τι με άλλες τεχνικές. Αυτή η επιτάχυνση μπορεί να επιτρέψει την ανάλυση μιας ευρύτερης σειράς δειγμάτων.

Εφαρμόζοντας αυτή την προσέγγιση στον εγκεφαλικό ιστό ατόμων με νόσο Αλτσχάιμερ, μπόρεσαν να παρατηρήσουν ανέπαφες δομές μέσα στα κύτταρα, όπως τα ινίδια ταυ, χαρακτηριστικό της νόσου του Αλτσχάιμερ, και κυτταρικά συστατικά που προσπαθούν να διασπάσουν αυτά τα ινίδια. Η ομάδα οραματίστηκε και μέτρησε επίσης τη μυελίνη, ένα περίβλημα που είναι κρίσιμο για τη λειτουργία των νεύρων, αλλά που διασπάται σε ορισμένες ασθένειες, όπως η σκλήρυνση κατά πλάκας.

“Οι τεχνικές για την απεικόνιση του ανθρώπινου ιστού ιστορικά ήταν σχετικά χαμηλής ανάλυσης και διαταράσσουν την εγγενή αρχιτεκτονική. Θέλαμε να προσπαθήσουμε να βρούμε έναν τρόπο που θα μπορούσαμε να μοντελοποιήσουμε και να μελετήσουμε τις εγκεφαλικές ασθένειες στο φυσικό τους πλαίσιο”, είπε ο Creekmore. Η καινοτόμος μέθοδός τους παρέχει μια πρώτη ματιά στη φυσική κατάσταση του ανθρώπινου εγκεφαλικού ιστού, προσφέροντας πολύτιμες γνώσεις για την ανατομία του σε υψηλό επίπεδο λεπτομέρειας. Αυτή η νέα μέθοδος μπορεί να αρχίσει να παρέχει μοναδικές πληροφορίες για τον προσδιορισμό των μηχανισμών που προκαλούν ασθένειες μιας ευρείας σειράς ασθενειών που σχετίζονται με τον εγκέφαλο.

Διαβάστε όλες τις τελευταίες Ειδήσεις για την υγεία από την Ελλάδα και τον Κόσμο
Ακολουθήστε το healthweb.gr στο Google News και μάθετε πρώτοι όλες τις ειδήσεις
Ακολουθήστε το healthweb.gr στο κανάλι μας στο YouTube

Διαβάστε Eπίσης:

Ο εγκέφαλος αντιμετωπίζει τη γήρανση επιστρατεύοντας άλλες περιοχές του εγκεφάλου

Τα πρότυπα συνδεσιμότητας του εγκεφάλου διαπιστώθηκε ότι διαφέρουν μεταξύ των πρόωρων και των τελειόμηνων μωρών

Το άγχος επηρεάζει τον εγκέφαλο και την ψυχή μέσω του ανοσοποιητικού

Θεραπεία της γενετικής επιληψίας αντικαθιστώντας χαμένο ένζυμο;

svg%3E svg%3E
svg%3E
svg%3E
Περισσότερα

Η δύναμη του φωτός: Νέες διαγνωστικές και θεραπευτικές μέθοδοι στην ιατρική

Η δύναμη του φωτός: Το φως παίζει σημαντικό ρόλο στη σύγχρονη ιατρική, από τις βασικές εξετάσεις μέχρι τις πιο προηγμένες διαγνωστικές και χειρουργικές διαδικασίες.

3D κυτταρικό μοντέλο: Μια νέα προσέγγιση στη θεραπεία τραυματισμών χειλιών

3D κυτταρικό μοντέλο: Οι ερευνητές έχουν σημειώσει μια σημαντική πρόοδο στην αναγεννητική ιατρική, δημιουργώντας το πρώτο τρισδιάστατο κυτταρικό μοντέλο στον κόσμο που έχει σχεδιαστεί ειδικά για τη μελέτη τραυματισμών στα χείλη.

Υγειονομική περίθαλψη: Πώς το AI δημιουργεί ένα νέο ψηφιακό χάσμα υγείας

Υγειονομική περίθαλψη: Καθώς βρισκόμαστε στο κατώφλι μιας επανάστασης στον τομέα της υγειονομικής περίθαλψης, είναι κρίσιμο να εξετάσουμε τις βαθιές κοινωνικές επιπτώσεις που συνεπάγεται.

Καρκίνος του Μαστού: Νέες γνώσεις από την κυτταρική ανάλυση

Καρκίνος του Μαστού: Η πρόσφατη έρευνα προσφέρει μια σημαντική κατανόηση των διάφορων τύπων κυττάρων του μαστού και της σχέσης τους με την ανάπτυξη και εξάπλωση του καρκίνου του μαστού.

Μετρητές γλυκόζης: Μια νέα τάση για την προσωπική ευεξία;

Μετρητές γλυκόζης: Καθώς οι τομείς της ευεξίας και της τεχνολογίας υγείας εξελίσσονται, οι μετρητές γλυκόζης προσελκύουν το ενδιαφέρον ως ενδεχόμενο νέο αξεσουάρ για όσους ενδιαφέρονται για την προσωπική τους υγεία.

Υπέρηχος: Νέα ελπίδα για γρήγορη διάγνωση εγκεφαλικών τραυματισμών

Υπέρηχος: Η τεχνολογία του υπερήχου, γνωστή για τη χρήση της στη διάγνωση διαφόρων ιατρικών καταστάσεων, αποδεικνύεται ολοένα και πιο χρήσιμη και ως εργαλείο αναζήτησης και διάσωσης, ιδίως σε περιπτώσεις εγκεφαλικών τραυματισμών.

Καρκίνος του προστάτη: Πώς η τεχνητή νοημοσύνη βελτιώνει τη διάγνωση του;

Καρκίνος του προστάτη: Η ενσωμάτωση της τεχνητής νοημοσύνης στον ιατρικό τομέα έχει επαναστατήσει διάφορες διαγνωστικές διαδικασίες, με μία από τις πιο υποσχόμενες εφαρμογές της να είναι η μέτρηση και ανάλυση των βλαβών του καρκίνου του προστάτη.

Close Icon