Filialer af neuroner i en mus cortexImage: Gao et al (Videnskab, 2019)
Det er nu muligt at billedet en hel flyve hjernen på blot et par dage, ifølge en ny undersøgelse—det kan lyde som lang tid, men er i virkeligheden en utrolig bedrift, når man tænker på, at den proces, der ellers ville tage uger.
Hjerner er ikke let at studere den menneskelige hjerne, for eksempel, indeholder over 80 milliarder celler, som der linkes til via 7,000 forbindelser hver, ifølge den nye undersøgelse, offentliggjort i Science. Selv de langt mindre fly hjerner er en utrolig stor udfordring at studere indgående. Den nye forskning, der kombinerer to mikroskopi-metoder til billede og undersøge hjerner som aldrig før.
“Det er et nyt værktøj til at forsøge at forstå biologisk væv, og ikke i en enkelt celle sammenhæng, men i et komplet multi-cellulære sammenhæng i høj opløsning,” Eric Betzig, fysiker og nobelprismodtager, der arbejder på Janelia Forskning Campus af Howard Hughes Medical Institute, fortalte Gizmodo.
Forskerne kombinerede to former for mikroskopi, kaldet udvidelse mikroskopi og gitter lys-ark mikroskopi, for at billedet flyve hjernen. Udvidelse mikroskopi indebærer først at markere interessante funktioner i en prøve med fluorescing proteiner, og derefter forbinde dem med en polymer gel. Et enzym, fordøjer det væv, og derefter forskere tilsættes vand, kan forårsage polymer til at vokse og bevarer formen præget af fluorescing proteiner. I dette tilfælde voksede de stikprøven af fire gange.
Men imaging udvidet flyve hjerne ville kræve ca 20 billioner voxels, eller 3d-pixels, som ville tage uger, for en elektron mikroskop billede. Holdet besluttede at kombinere udvidelse mikroskopi med en anden billeddiagnostisk metode, der kaldes lys ark mikroskopi. Denne bruger tynde, flade plader af laser lys og billeder prøven i flade sektioner, der giver mulighed for en hurtigere proces, der også reducerer baggrundsstøj.
Selv Betzig ikke mener, at den metode, der vil arbejde på det første, han fortalte Gizmodo, men når han viste resultaterne, at han var “chokeret” af trofasthed af udvidelsen. Ja, de var i stand til at kombinere metoder til at skabe billeder i høj opløsning, ned til titusindvis af nanometer, ifølge papiret.
Men forskning er ikke i nærheden af at være i stand til at skabe lignende billeder af den menneskelige hjerne, forklarede Betzig. De er at udvide metoden til (og har med succes afbildet små stykker) mus hjerner, men en flue hjernen i forhold til en mus hjernen svarer til “at gå fra en mudder hytte til Empire State Building,” sagde han.
Forskere tror, de kan snart være i stand til billede, flere fly hjerner hurtigt og med en utrolig opløsning. Dette er spændende, især fordi hjerner kan variere med den enkelte, og at sammenligne masser af hjerner, der potentielt kunne lære os mere om, hvordan disse utrolige bedrifter af biologi virkelig arbejde.
Dele Denne Historie