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
Αφιέρωμα στον Διαβήτη healthwebgr svg%3E
Περισσότερα

Καινοτόμα αιματολογικά τεστ: Μια νέα πνοή στην ιατρική φροντίδα

Καινοτόμα αιματολογικά τεστ: Οι εξυπνότερες εξετάσεις αίματος έχουν τη δυνατότητα να επαναστατήσουν στον τρόπο που οι επαγγελματίες υγείας διαγιγνώσκουν και θεραπεύουν ασθένειες, προσφέροντας ταχύτερες διαγνώσεις και καλύτερα αποτελέσματα για τους ασθενείς.

Νέα μέθοδος ανάπτυξης αιμοφόρων αγγείων σε εργαστηριακά οργανοειδή 

Οι ερευνητές έχουν αναπτύξει ένα καινοτόμο πρωτόκολλο που περιλαμβάνει τη χρήση βιοϋλικών, κυτταρικών παραγόντων και μοριακών σηματοδοτών για την προώθηση της αγγειογένεσης σε τρισδιάστατα οργανοειδή.

Τεχνητή νοημοσύνη: Μπορεί να βοηθήσει στην ανίχνευση εγκεφαλικών όγκων;

Τεχνητή νοημοσύνη: Οι ακτινολόγοι βρίσκονται μπροστά σε μια σημαντική επανάσταση στον τομέα της ιατρικής απεικόνισης, καθώς η τεχνητή νοημοσύνη αναμένεται να παίξει καθοριστικό ρόλο στην ανίχνευση εγκεφαλικών όγκων.

Νευρωνική διεπαφή: Πρόσβαση στον εγκέφαλο χωρίς επεμβατική χειρουργική

Νευρωνική διεπαφή: Οι τελευταίες εξελίξεις στην ιατρική τεχνολογία οδήγησαν στην ανάπτυξη μιας νέας ελάχιστα επεμβατικής νευρωνικής διεπαφής που υπόσχεται να αλλάξει δραστικά τον τρόπο αλληλεπίδρασης με τον εγκέφαλο.

Η τεχνική που επαναπροσδιορίζει τη µεταµόσχευση οργάνων 

Ένα από τα πιο υποσχόμενα πεδία έρευνας είναι η βιολογία των βλαστοκυττάρων. Τα βλαστοκύτταρα έχουν την ικανότητα να διαφοροποιούνται σε πολλούς τύπους κυττάρων και μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την αναγέννηση κατεστραμμένων οργάνων ή ιστών.

Νέο σύστημα φακών για ενδοσκόπια επιτρέπει στους γιατρούς να δουν μέσα στο σώμα όπως ποτέ άλλοτε

Ενδοσκόπιο: Έχει σχεδιαστεί ένα νέο είδος συστήματος φακών για την άκρη ενός ενδοσκοπίου, το οποίο θα μπορούσε να επιτρέψει στους γιατρούς να βλέπουν και να θεραπεύουν περιοχές βαθιά μέσα στο σώμα.

Ρομποτική χειρουργική: Ο νέος τρόπος αντιμετώπισης της πρόπτωσης μήτρας

Ρομποτική χειρουργική: Η πρόπτωση της μήτρας, όπου η μήτρα υποχωρεί από τη φυσική της θέση και κατέρχεται στον κόλπο, είναι μια συχνή κατάσταση που επηρεάζει πολλές γυναίκες, ειδικά εκείνες που έχουν υποβληθεί σε τοκετούς.

Close Icon