Метод визуализации позволяет с точностью до микрометра картировать лабиринт нервных волокон мозга.

Чтобы понять заболевания мозга, нейробиологи пытаются распутать запутанный лабиринт нервных волокон нашего мозга. Перед исследованием мозговой ткани под микроскопом её часто погружают в парафин для получения высококачественных срезов. Однако точное картирование густо расположенных нервов внутри обработанных воском срезов мозга до сих пор не удавалось.

Исследователи из Делфта, Стэнфорда, Юлиха и Роттердама достигли важной вехи: используя технологию ComSLI, они смогли картировать волокна внутри любого участка ткани с микрометровой точностью. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications .

Изучение нейронной сети мозга помогает понять такие заболевания, как болезнь Альцгеймера или Паркинсона. Для детального изучения анатомии под микроскопом ткань часто заливают парафином и нарезают на микрометровые срезы.

Эти так называемые срезы, фиксированные формалином и залитые парафином (FFPE), являются золотым стандартом для изучения здоровых или патологических тканей. Однако современные методы микроскопии не позволяют точно картировать крупные сети нервных волокон в этих FFPE-срезах.

Первая в истории техника

За последние несколько лет физик Мириам Мензель разработала метод под названием «Вычислительная визуализация рассеянного света» (ComSLI) для распутывания сетей нервных волокон. Её изобретение оказалось первым в мире методом, позволяющим картировать плотные нервные волокна в срезах FFPE с микрометровой точностью и на больших площадях.

Универсальный инструмент

Вместе с Мариосом Георгиадисом из Стэнфордского университета и другими коллегами из Делфта, Стэнфорда, Юлиха и Роттердама Менцель продемонстрировал, что ComSLI выявляет сеть нервных волокон в любом тонком срезе ткани, в том числе в срезах мозга, обработанных парафином.

«Наша методика применима ко всем срезам, которые обычно используются для микроскопического анализа : новым или столетним, неокрашенным или окрашенным, свежезамороженным или фиксированным, на разных этапах подготовки образцов», — объясняет Менцель. «Её можно ретроспективно применить к любому архивному срезу, тысячи которого доступны в лабораториях по всему миру».

Атлас человеческого мозга

Одним из ярких примеров является BigBrain , атлас человеческого мозга, основанный на тысячах FFPE-срезов с окрашенными телами клеток. Он отображает анатомию мозга в 3D, и пользователи могут увеличивать масштаб любой его части до микроскопических деталей.

Исследователи измерили исходные ткани атласа с помощью ComSLI. Им удалось визуализировать не только тела клеток, но и сложную сеть нервных волокон, что ранее было невозможно.

Легкое дополнение

Для ComSLI требуется только светодиодная подсветка и камера высокого разрешения, что делает его простым и экономичным инструментом. «Другие исследовательские или клинические лаборатории могут легко внедрить нашу технологию, в том числе в качестве дополнения к существующим микроскопам», — говорит Менцель.

Неврологические расстройства

Исследователям удалось корректно картировать пути волокон не только в здоровых тканях, но и в нейродегенеративных образцах мозга с рассеянным склерозом, болезнью Альцгеймера и лейкоэнцефалопатией. Это делает ComSLI идеальным инструментом для изучения неврологических и психических расстройств.

Диагностика рака

Но ComSLI не ограничивается исследованиями мозга. Менцель сказал: «Мы обнаружили, что эта технология позволяет визуализировать и другие волокнистые структуры, такие как мышечные или коллагеновые волокна. Её можно применять к свежезамороженным срезам, что позволяет проводить оценку тканей во время хирургических операций».

Таким образом, ComSLI может даже улучшить диагностику рака за счет изучения организации коллагеновых волокон на границах опухоли.

Внимание, автоперевод! За ошибки перевода ответственности не несём. Первоисточник по ссылке.