Un simplu truc cu lumina dezvăluie căi cerebrale ascunse în detaliu microscopic

O nouă tehnică simplă de imagistică dezvăluie rețele de fibre microscopice care au fost ascunse în lamele de țesut timp de decenii.

Fiecare țesut din corpul uman conține fibre excepțional de mici care ajută la coordonarea modului în care organele se mișcă, funcționează și comunică. Multe boli perturbă aceste rețele delicate, iar în creier, deteriorarea conexiunilor fibroase apare în aproape toate tulburările neurologice.

• Ce s-ar putea ascunde sub vulcanii de pe Marte?
• Oamenii de știință ar fi găsit „Sfântul Graal” al computerelor cuantice

Deși aceste structuri microscopice joacă roluri esențiale, au fost mult timp dificil de studiat. Cercetătorii s-au străduit să determine cum sunt orientate fibrele în interiorul țesuturilor, ceea ce a îngreunat înțelegerea deplină a modului în care acestea se schimbă în stare de sănătate și boală.

O echipă de cercetare a introdus acum o abordare care face ca aceste tipare fibroase greu de văzut să fie vizibile cu o claritate excepțională și la un cost relativ scăzut.

Tehnica lor, descrisă în Nature Communications, este cunoscută sub numele de imagistică computațională a luminii împrăștiate (ComSLI).

Aceasta poate dezvălui orientarea și organizarea fibrelor de țesut la rezoluție micrometrică pe practic orice lamă de histologie, indiferent de modul în care a fost colorată sau conservată – chiar dacă lama este veche de zeci de ani.

O metodă simplă pentru a dezvălui microstructura ascunsă

„Informațiile despre structurile țesuturilor au fost întotdeauna acolo, ascunse la vedere,” a spus Marios Georgiadis, autorul principal. „ComSLI ne oferă pur și simplu o modalitate de a vedea acele informații și de a le cartografia.”

ComSLI se bazează pe un principiu fizic de bază: atunci când lumina întâlnește structuri microscopice, aceasta se împrăștie în direcții diferite în funcție de orientarea lor. Prin rotirea sursei de lumină și înregistrarea modului în care se schimbă semnalul de împrăștiere, cercetătorii pot reconstrui direcția fibrelor în interiorul fiecărui pixel al unei imagini.

Metoda necesită doar o lumină LED rotativă și o cameră de microscop, făcând configurarea accesibilă în comparație cu alte forme de microscopie avansată, scrie Sciencedaily.

„Acesta este un instrument pe care îl poate folosi orice laborator,” a spus Michael Zeineh, co-autor senior.

O deteriorare structurală clară

„Nu aveți nevoie de pregătire specializată sau de echipamente costisitoare. Ceea ce mă entuziasmează cel mai mult este faptul că această abordare deschide ușa oricui, de la laboratoarele mici de cercetare la laboratoarele de patologie, pentru a descoperi noi perspective din lamele pe care le au deja.”

Folosind ComSLI, cercetătorii au vizualizat secțiuni complete de creier uman, dezvăluind structuri fibroase detaliate.

Un accent a fost pus pe hipocamp, o regiune centrală pentru formarea memoriei și adesea afectată devreme în neurodegenerare. La compararea unei secțiuni hipocampice de la un pacient cu Alzheimer cu o probă sănătoasă, echipa a observat o deteriorare structurală clară.

Pentru a testa limitele metodei, cercetătorii au analizat o secțiune de creier preparată în 1904. Chiar și în această probă veche de un secol, ComSLI a identificat tipare fibroase complexe. Deși a fost conceput inițial pentru cercetarea creierului, ComSLI funcționează bine și în alte țesuturi.

Vă mai recomandăm să citiți și:

Băuturile energizante pot crește riscul de accident vascular cerebral

Scanările cerebrale dezvăluie când te vei răzgândi chiar înainte să o faci

Oamenii de știință au descoperit un circuit cerebral ascuns care rescrie vederea

Medicamentele pentru slăbit pot reduce riscul de infarct miocardic sau accident vascular cerebral