يصل تصوير دماغ الفأر إلى دقة قياسية

ترأس فريق بحثي في مركز ديوك للفحص المجهري في فيفو قام بإنشاء أعلى صور MR عالية الدقة تم الحصول عليها على الإطلاق لدماغ الفأر. يكمن مفتاح هذا الاختراق ، الذي وصفه الفريق بأنه "تتويج لما يقرب من 40 عامًا من البحث" ، في دمج أنسجة الرنين المغناطيسي مع الفحص المجهري للصفائح الضوئية.

تقنية التصوير الموضحة في وقائع الاكاديمية الوطنية للعلوم، يمكن أن تساعد في تحسين فهمنا للتغيرات في الدماغ التي تنشأ عن الشيخوخة أو الاضطرابات مثل مرض الزهايمر.

لإنشاء الصور التي حطمت الأرقام القياسية ، قام باحثو ديوك - الذين يعملون مع زملائهم في مركز العلوم الصحية بجامعة تينيسي ، وجامعة بنسلفانيا ، وجامعة بيتسبرغ ، وجامعة إنديانا - بإجراء دراسة الأنسجة ثلاثية الأبعاد لدماغ الفأر داخل الجمجمة. استخدموا ماسحًا قويًا بقوة 3 T MR مع ملفات تحقق تدرجات أكثر من 9.4 مرة من نظام التصوير بالرنين المغناطيسي الإكلينيكي.

قام الباحثون بتصوير الدماغ باستخدام صدى التدرج وتصوير موتر الانتشار (DTI) بدقة 15 ميكرومتر - والتي أشاروا إلى أنها أعلى بنحو 1000 مرة من معظم أنظمة DTI / التصوير بالرنين المغناطيسي قبل السريرية. مكنت بيانات MR عالية الدقة من إنشاء خرائط اتصال MR الأكثر تفصيلاً على الإطلاق. لقد قاموا بتوليد الشبكات العصبية (خريطة للوصلات العصبية في الدماغ) من صور ذات كثافة المسار بدقة فائقة تبلغ حوالي 5 ميكرومتر.

بعد المسح بالرنين المغناطيسي ، قام الباحثون بعد ذلك بتصوير الدماغ باستخدام الفحص المجهري للورقة الضوئية ، وهي تقنية ناشئة يمكنها إنتاج صور ثلاثية الأبعاد للدماغ بالكامل بدقة خلوية. سمحت لهم هذه التقنية بتسمية مجموعات محددة من الخلايا عبر الدماغ ، مثل الخلايا التي تصدر الدوبامين ، على سبيل المثال ، لتصور تطور مرض باركنسون.

كان العامل التمكيني المهم هنا هو القدرة على إجراء تسجيل دقيق للصور. استخدم الفريق خطوط أنابيب حاسوبية عالية الأداء لدمج DTI مع الفحص المجهري للصفائح الضوئية لنفس العينة ، مما يوفر صورة شاملة للخلايا والدوائر. نتج عن ذلك ما يسمى بالحجم المتكامل عالي الأبعاد مع التسجيل (HiDiver) بدقة محاذاة أفضل من 50 ميكرومتر.

أجرى الباحثون أربع تجارب لتطوير تقنية HiDiver الخاصة بهم والتحقق من صحتها. أولاً ، درسوا الفئران التي يبلغ عمرها 90 يومًا لإنشاء أطالس مرجعية ثلاثية الأبعاد جديدة HiDiver بدقة مكانية تبلغ 3 ضعفًا لأي أطلس DTI سابق. استخدموا مجموعة ثانية من الفئران لتحسين الإنتاجية واختبار دقة التسجيل. اختبرت التجربة الثالثة متانة تسجيل HiDiver للاختلافات في التركيب الوراثي للفأر والعمر.

أخيرًا ، أجروا دراسة عالية الإنتاجية لفحص كيفية تأثر مناطق مختلفة من الدماغ وسلالات الحيوانات بالشيخوخة. أظهرت مجموعة واحدة من صور التصوير بالرنين المغناطيسي ، على سبيل المثال ، كيف يتغير الاتصال على مستوى الدماغ مع تقدم عمر الفئران ، وكيف تتغير مناطق معينة ، مثل المنظار الفرعي المرتبط بالذاكرة ، أكثر من بقية الدماغ. كشفت مجموعة أخرى من الصور عن روابط دماغية تسلط الضوء على تدهور الشبكات العصبية في نموذج فأر مصاب بمرض الزهايمر.

يمكن أن يتنبأ رسم خرائط الوصلات العصبية بالدماغ بالشفاء بعد السكتة الدماغية

يقول الباحثون إن الرؤى الجديدة من تصوير الفئران ستؤدي إلى فهم أفضل للظروف لدى البشر ، مثل كيفية تغير الدماغ مع تقدم العمر ، والنظام الغذائي ، أو حتى مع الاضطرابات العصبية التنكسية مثل مرض الزهايمر أو مرض باركنسون.

"إنه شيء يمكّن حقًا. يقول المؤلف الرئيسي: "يمكننا البدء في النظر إلى الأمراض التنكسية العصبية بطريقة مختلفة تمامًا" ألان جونسون فى بيان صحفى.

• محتوى مدعوم من تحسين محركات البحث وتوزيع العلاقات العامة. تضخيم اليوم.
• أفلاطونايستريم. ذكاء بيانات Web3. تضخيم المعرفة. الوصول هنا.
• سك المستقبل مع أدرين أشلي. الوصول هنا.
• المصدر https://physicsworld.com/a/mouse-brain-imaging-reaches-record-breaking-resolution/