21 января 2011

Разработана новая методика, позволяющая наблюдать за нейронами в глубинных отделах головного мозга

Если вы продвинетесь всего на один миллиметр вглубь мозга, вы попадете в кромешную темноту. Стандартные световые микроскопы не позволяют ученым заглянуть во внутреннюю часть живого мозга, где формируется память и где такие болезни, как слабоумие и рак, могут сделать свое черное дело. Но ученые из Стэнфордского университета изобрели новый метод, который не только позволит им заглянуть глубоко вовнутрь мозга, чтобы изучить нейроны, но также позволит им продолжить вести наблюдение за ними в течение нескольких месяцев.

Эта технология обещает улучшить понимание нормальной биологии и болезненных состояний этой скрытой от глаз ткани человеческого организма. Последние достижения в микрооптике дали возможность ученым рассмотреть клетки глубинных отделов головного мозга, но их наблюдения ограничивались только моментальными снимками микроскопических изменений, которые происходят в мозгу в течение многих месяцев и даже лет в процессе старения и болезни.

Информация о разработке ученых Стэнфордского университета была опубликована 16 января в онлайновой версии журнала «Nature Medicine». Она также будет опубликована в печатном издании журнала в феврале 2011 г. Ученые изучили множество болезней глубинных отделов мозга, используя экспериментальных мышей, выращенных или созданных методами генной инженерии и имеющих болезни, схожие с человеческими недугами.

«Ученые теперь смогут изучить глубинные зоны у экспериментальных мышей совершенно новым способом, не существовавшим ранее», — рассказал ведущий автор Марк Шнитцер, профессор биологии и прикладной физики из Стэнфордского университета.

Поскольку световая микроскопия может проникать только в приповерхностные слои ткани, традиционные микроскопические технологии не могут достичь областей мозга, расположенных на расстоянии более 700 микрон (примерно 1/32 дюйма) от поверхности. Недавние достижения микрооптики позволили ученым заглянуть глубже в живые ткани, но при этом было практически невозможно вернуться на тот же самый участок мозга через некоторое время, к тому же имелась высокая вероятность того, что при этом изучаемая область могла пострадать от физического повреждения или инфекции.

По словам технического руководителя лаборатории доктора Шнитцера Юргена Юнга, с использованием нового метода, «получение изображений возможно в течение длительного периода времени без повреждения изучаемой области». Крошечные стеклянные трубки шириной в половину рисового зернышка осторожно размещаются в глубинных отделах мозга анестезированной мыши. После размещения трубок в нужном месте мозг больше не подвергается воздействию внешней среды, что предотвращает развитие инфекции. Когда ученые хотят изучить клетки и их взаимодействие в этом конкретном месте, они вставляют крошечный оптический инструмент, называемый микроэндоскопом, внутрь стеклянной направляющей трубки. У направляющей трубки есть стеклянные окошки на концах, через которые ученые могут рассмотреть внутреннюю часть мозга.

«Это как будто вы смотрите через бортовой иллюминатор подлодки», — говорит Шнитцер.

Направляющие трубки позволяют ученым повторно возвращаться на тот же самый участок глубинной части мозга через несколько недель или месяцев. Хотя такие технологии как МРТ могут исследовать глубинные отделы мозга, по словам Шнитцера, «они не могут показать отдельные клетки в микроскопическом масштабе». Теперь же можно понаблюдать за тончайшими нейронными отростками во время продолжительных экспериментов.

Чтобы протестировать использование этого метода в изучении болезней мозга, ученые наблюдали за глиомой (смертельной формой рака мозга) у экспериментальной мыши. Они рассмотрели отличительные признаки роста глиомы в глубинной части мозга, которые ранее наблюдались в опухолях, описанных как поверхностные (т.е. лежащие на поверхности или близко к ней).

Степень тяжести опухолей глиомного ряда зависит от их расположения. «Наиболее агрессивные опухоли мозга возникают глубоко, а не приповерхностно», — говорит профессор неврологии Лоуренс Рехт. По словам профессора Рехта, пока непонятно, почему положение глиомных опухолей влияет на скорость их роста, но эта методика могла бы помочь изучить этот вопрос. Помимо продолжения исследований болезней мозга и нейробиологии памяти, ученые надеются обучить других своих коллег пользоваться этой методикой.

Источник: medicaldaily.com
Перевод: Medkurs.ru

Далее по теме: