Miniatur -, Glasfaser-Mikroskop ermöglicht Tiefe exploration Gehirn

Ein team von Neurowissenschaftlern und Biotechnologen Kenntnisse an der Universität von Colorado Anschutz Medical Campus haben eine Miniatur, LWL-Mikroskop entwickelt, um peer tief in einem lebenden Gehirn.

Die Forscher, darunter Wissenschaftler der Universität von Boulder in Colorado, veröffentlicht details aus Ihrem revolutionären Mikroskop in der aktuellen Ausgabe der Optics Letters-journal.

„Mikroskope heute dringen nur etwa einem millimeter in das Gehirn, sondern fast alles, was wir sehen wollen, ist tiefer als das,“ sagte Prof. Diego Restrepo, PhD, einer der Papier der Autoren und Direktor des Zentrums für Neurowissenschaften an der CU Anschutz. „Sie manipulieren können, das Objektiv, während die meisten anderen Feste. Das bedeutet, dass Sie sehen können Neuronen in einem lebenden Gehirn.“

Die laser-scanning-Mikroskop, ein Prototyp, der wird noch verfeinert werden, verwendet Faser-Optik und eine kleine electrowetting-Linse. Im Vergleich zu anderen kleinen fokussierlinsen, es geht schnell und ist nicht empfindlich auf Bewegung. Dies ermöglicht es, zuverlässig Fokus auf lebendes Gewebe.

Zur gleichen Zeit, die Linse ermöglicht die schnelle Verschiebung des Fokus durch die Anwendung der Elektrizität auf zwei verschiedene Flüssigkeiten, die tatsächlich ändert die Krümmung der Linse.

Die Lupe, etwa die Hälfte ein Zoll im Durchmesser, können direkt montiert auf den Kopf von einer Maus. Ein dünner, Glasfaser-Kabel, damit das Tier frei herumlaufen, während Wissenschaftler suchen innerhalb Ihrer Gehirn und zu überwachen, Reaktionen auf bestimmte Reize.

Das bedeutet, dass Teile des lebenden Gehirns wie der amygdala, die schon praktisch off-limits für Mikroskope, wird bald sehen in Echtzeit, hoher Auflösung, 3-D-Bilder.

„Mit optischen Methoden zur Stimulierung und Aufzeichnung von Neuronen ist die Zukunft der neurowissenschaftlichen Forschung,“ sagte Baris Ozbay, ein Doktorand in der Biotechnik bei CU Anschutz und führen Autor des Papiers. „Aber die meisten Forscher sind die Anpassung der bestehenden großen Mikroskope passen Mäuse für head-fixed imaging, die Grenzen der Bewegung, ist schwierig und hat Probleme mit Bewegung. Die Lösung besteht darin, das Mikroskop auf die Maus, anstatt mit der Maus auf das Mikroskop.“

Emily Gibson, PhD, assistant professor für bioengineering an der CU Anschutz und senior-Autor der Studie, sagte dem Mikroskop eröffnet eine neue Welt für die Wissenschaftler.

„Können wir nun Messen, eine große region und Beispiel mehr Neuronen,“ sagte Sie. „Wir können zum Beispiel Bild-bis zu 100 Nervenzellen gleichzeitig, im Gegensatz zu vielleicht 10 oder so könnten wir tun in der Vergangenheit.“

All dies hat das potential menschlichen Anwendungen, wie gut.

„Die Fähigkeit zu sehen, unter der Oberfläche des Gehirns, bietet eine neue, leistungsstarke Möglichkeiten zur Untersuchung der Gehirnfunktion,“ sagte Restrepo, ein professor der Zelle und der Entwicklungsbiologie. „Es wird uns helfen zu verstehen, Erkrankung des Gehirns und formulieren von neuen Behandlungen.“

Andere Möglichkeiten sind:

Screening Pharmaka gezielt an bestimmte Gehirn-Erkrankungen. So dass Neurochirurgen zum Bild kleine Hirnareale wie diejenigen, die gezielt in der Behandlung der Parkinson-Krankheit. Durchführung von optischen in-situ-Biopsien zur Diagnose von Hirntumoren. Die Prüfung der Verbindung zwischen den neuronalen Schaden-und controlling-Prothesen.

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