ساخت اولین میکروسکوپ با قابلیت ثبت ساختارهای مغزی

دانشمندان میکروسکوپی بی نظیر برای ثبت تصاویر از ساختارهای مغزی با وضوح باورنکردنی ساخته اند که به عنوان میکروسکوپ ExA-SPIM شناخته می شود.

به گزارش تکناک، دانشمندان با استفاده از فناوری که در اصل برای عیب یابی در تولید وسایل الکترونیکی طراحی شده بود، این دستگاه را ساختند. توانایی این میکروسکوپ در ارائه جزئیات بی سابقه می تواند درک ما از ساختارهای مرموز مغز و عملکردهای عصبی را ارتقا دهد.

پیشرفت‌های اخیر در پردازش بافت، برچسب‌گذاری و میکروسکوپ فلورسانس، بینش‌های استثنایی را در مورد ساختارهای سلولی و بافتی در وضوح‌های زیر پراش و حساسیت تقریباً تک مولکولی ارائه می‌دهد.

این پیشرفت ها باعث اکتشافات در زمینه های مختلف بیولوژیکی از جمله علوم اعصاب می شود.

برای فعال‌سازی تصویربرداری مولکولی در نمونه‌های سه‌بعدی با مقیاس‌های مختلف از نانومتر تا سانتیمتر، که بافت‌های زیستی نشان می‌دهند، نیاز به میکروسکوپ‌های جدید با زمینه دید بزرگتر و توان تولید تصویر بالاتر است.

توان تصویربرداری بالاتر به این معنی است که سیستم می‌تواند سریع‌تر تصاویر را به دست آورد و داده‌های بیشتری در مدت زمان کوتاه‌تری تولید و تجزیه و تحلیل می شود.

با در نظر گرفتن این زمینه، دکتر آدام گلاسر و همکارانش در موسسه آلن در سیاتل، یک میکروسکوپ جدید با نورپردازی صفحه انتخابی با کمک انبساط (ExA-SPIM) ساختند.

اساسا این میکروسکوپ از صفحه نور لیزر برای نفوذ به نمونه‌های بافت استفاده می‌کند و نیازی به برش آن‌ها به بخش‌های کوچک‌تر را از بین می‌برد.

این میکروسکوپ تصاویری تولید می‌کند که به دانشمندان اجازه می‌دهد تک تک سلول‌های عصبی و اتصالات آنها را در کل مغز موش بررسی کنند. مغز تقریباً به اندازه یک دانه ژله‌ای و حاوی تقریباً 80 میلیون نورون است.

محققان به طور قابل توجهی می توانند به کمک این میکروسکوپ جدید، ویژگی های خاصی مانند نورون های قشر نخاعی در قشر حرکتی میمون های ماکاک و ردیابی آکسون ها در ماده سفید انسان را تصویر کنند.

محققان از برچسب های فلورسنت ویژه برای نشان دادن نورون های خاص برای مشاهده در زیر میکروسکوپ استفاده کردند.

بر اساس یک بیانیه مطبوعاتی، دستگاه جدید نوعی میکروسکوپ ورقه نور است که یک فناوری نوظهور تلقی می شود که از صفحات نور دو بعدی برای روشن کردن بافت ها یا سلول ها با دقت قابل توجهی استفاده می کند.

تصاویر دوبعدی گرفته شده توسط میکروسکوپ ExA-SPIM برای ایجاد یک نمای سه بعدی از کل مغز موش به هم متصل می شوند.

علاوه بر این، این فناوری عناصری از صنعت تولید الکترونیک از جمله دوربین‌های تشخیص عیب را نیز در خود جای داده است. این دوربین ها در ابتدا برای شناسایی عیوب کوچک در تراشه های LED روی تسمه نقاله در کارخانه های الکترونیک طراحی شده بودند.

نتیجه ادغام این فناوری دوربین در سیستم‌های میکروسکوپ جدید، تصویربرداری با وضوح بالا با سرعتی بسیار بالا است.