Не пропускать
Главная » Наука, технологии » Рекордно тонкий эндоскоп проникает глубоко в мозг, не повреждая его

Рекордно тонкий эндоскоп проникает глубоко в мозг, не повреждая его

Рекордно тонкий эндоскоп проникает глубоко в мозг, не повреждая его

Исследователи разработали эндоскоп, который в 5–10 раз тоньше коммерческих аналогов. Это позволяет вводить зонд глубоко в мозг, не нанося органу повреждений. Испытания на мышах продемонстрировали, что устройство работает достаточно быстро, чтобы отслеживать активность отдельных нейронов. О достижении сообщает научная статья, опубликованная в журнале Biomedical Optics Express командой во главе с Шеем Охайоном (Shay Ohayon) из Массачусетского технологического института, США.

Принцип зондирования основан на флуоресценции. Это физическое явление, если не углубляться в детали, состоит в способности некоторых веществ светиться в ответ на электромагнитное излучение. Для опытов используются генно-модифицированные животные, нейроны вырабатывают белок, флуоресцирующий в ответ на приток ионов кальция. Препарат кальция вводится в организм, и кровоток приносит ионы в активные в данный момент нервные клетки.

Зонд представляет собой трубку из оптоволокна диаметром всего 125 микрометров. По ней распространяется световая волна. Наконечник эндоскопа излучает свет, возбуждающий молекулы белка-маркера. В ответ активные нейроны светятся, и их изображение по тому же волокну предаётся в компьютер-анализатор. Луч света, исходящий из зонда, можно перемещать, не двигая сам эндоскоп и не травмируя животное.

"С целью добиться достаточно быстрого сканирования, чтобы получать изображения нейронов, мы использовали оптический компонент, известный как цифровое зеркальное устройство (digital mirror device, DMD), чтобы быстро перемещать световое пятно, – поясняет Охайон. – Мы разработали технику, которая позволила нам использовать DMD для сканирования света с частотой до 20 килогерц, что достаточно быстро, чтобы увидеть флуоресценцию активных нейронов".

Рекордно тонкий эндоскоп проникает глубоко в мозг, не повреждая его

Сначала авторы испытали своё детище на культурах клеток. Затем настала пора живых грызунов. Под анестезией мышам медленно ввели зонд глубоко в мозг. В этой процедуре не было ничего опасного.

"Одно из преимуществ использования настолько тонкого эндоскопа в том, что, когда вы погружаете его в мозг, вы можете видеть все кровеносные сосуды и перемещать волокно, чтобы избежать их повреждения", – успокаивает Охайон.

Устройство позволяет получать объёмные изображения. Дополнительное преимущество прибора состоит в том, что картинка может быть разноцветной. Это можно использовать, например, для того, чтобы отследить взаимодействие нескольких нейронов, помеченных разными цветами.

Кроме того, новый эндоскоп, в отличие от своих аналогов, позволяет рассматривать не только клетки, непосредственно прилегающие к наконечнику, но и нейроны, находящиеся на расстоянии до ста микрометров от него.

"Это очень полезно, потому что, когда волокно вставляется в мозг, оно может влиять на функционирование нейронов, очень близких к волокну", – говорит Охайон.

Напомним, что "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) уже писали о рекордно тонких эндоскопах, а также о технологиях, упрощающих процедуру путём использования специальных камер и дополненной реальности.

Источник

Прокрутить до верха
Adblock detector