ტვინში ჩახედვა... შენს დაშავების გარეშე

სტენფორდის უნივერსიტეტის მკვლევარებმა შეიმუშავეს პორტატული მოწყობილობა, რომელიც იღებს სურათებს ცოცხალი ტვინის ზედაპირის ქვეშ მინიმალური ინვაზიური ეფექტებით. ეს ახალი 3.9 გრამიანი ორფოტონიანი ფლუორესცენციული მიკროენდოსკოპი შეიძლება მოთავსდეს ხელის გულზე. იგი აერთიანებს ოპტიკურ და მექანიკურ ტექნიკას ტვინის უჯრედების გამოსახულების მიზნით ექსპერიმენტებისთვის გამოყენებული თაგვების ტვინის ზედაპირის ქვეშ მილიმეტრამდე. ეს ახალი მოწყობილობები შეიძლება გამოყენებულ იქნას იმის გასარკვევად, თუ როგორ მონაწილეობენ ცალკეული ცოცხალი უჯრედები გონებრივ პროცესებში, როგორიცაა სწავლა და მეხსიერება.

როგორც ამერიკის ფიზიკის ინსტიტუტის ახალი ამბების გამოცემაში აღნიშნულია, „ზედაპირის ქვემოთ ცოცხალი უჯრედების გადაღება რთული იყო ჩვეულებრივი ტექნიკის გამოყენებით“.

სწორედ ამიტომ, სტენფორდის მკვლევარებმა გადაწყვიტეს გამოიყენონ ორფოტონიანი ფლუორესცენციული გამოსახულება ჩვეულებრივი "ერთფოტონიანი" ფლუორესცენციის გამოსახულების ნაცვლად.

ერთი უფრო მაღალი ენერგიის ფოტონის ნაცვლად, მკვლევარები მოლეკულას ბომბავდნენ დაბალი ენერგიის ორი ფოტონით. მათი გაერთიანებული ენერგიები შეადგენს იმ ენერგიას, რომელიც საჭიროა ქსოვილის აღსანიშნავად გამოყენებული ფლუორესცენტური საღებავის მოლეკულების აღგზნებისთვის. ტექნიკა ათავისუფლებს ფონის ნისლს და ამცირებს გაფანტვას, რადგან მოლეკულები გარეთ ინტერესის ზონა გაცილებით ნაკლებად შთანთქავს წყვილ ფოტონს ერთდროულად და ფლუორესცირებს პასუხი.

ქვემოთ მოცემულია გასულ წელს გამოყენებული ორფოტონიანი მიკროენდოსკოპის ოპტიკური სქემა (კრედიტი: სტენფორდის უნივერსიტეტი).

ლაზერის სხივი ორი კუთხური განზომილებით იმართება გალვანომეტრით მოძრავი დეფლექტორის წყვილი სარკეებით და შემდეგ ფოკუსირებულია მიკროსკოპის ობიექტზე ენდოსკოპის გარე სახის ზემოთ მდებარე კერაზე ზონდი. ზონდი ხელახლა ამახვილებს გვერდითი სკანირების ნიმუშს ნიმუშში. შემდეგ ნიმუშიდან დაბრუნებული ფლუორესცენციული ემისიები (დატეხილი ხაზები) იგზავნება კომპიუტერში, რომელიც აღადგენს ნიმუშის სურათს.

მაგრამ მკვლევარებმა გადაწყვიტეს, რომ ეს ტექნოლოგია ვერ დაეხმარება ტვინის ღრმა გამოსახულების შესრულებას.

ღრმა სტრუქტურების მოსახვედრად, სტენფორდის მკვლევარებმა მიმართეს მიკროენდოსკოპიას, პატარა, მინიმალური ინვაზიურ ოპტიკურ ზონდებს, რომლებიც შეიძლება ღრმად ჩაეყენებინათ ტვინის ცოცხალ ქსოვილში. სურათების ერთი ჯგუფის გადასაღებად, მკვლევარებმა ჩასვეს მიკროენდოსკოპი ჰიპოკამპში, თაგვის ტვინის ზედაპირიდან დაახლოებით ერთი მილიმეტრით ქვემოთ, ტვინის ამ ნაწილის გამოსახულების მიზნით.

ეს კვლევითი ნაშრომი გამოქვეყნებულია ოპტიკის წერილები სახელწოდებით "In vivo ტვინის გამოსახულება პორტატული 3.9 გრამიანი ორფოტონიანი ფლუორესცენციული მიკროენდოსკოპის გამოყენებით" (ტომი 30, გამოცემა 17, 2272-2274, 2005 წლის სექტემბერი). აქ არის ბმული აბსტრაქტული.

მარკ შნიცერი იყო ამ ნაშრომის გუნდის ლიდერი. დამატებითი ინფორმაციისთვის შეგიძლიათ იხილოთ ვებ-გვერდი მისი კვლევის ჯგუფი სტენფორდის უნივერსიტეტში.

და ბოლოს, თქვენ უნდა წაიკითხოთ წინა ნაშრომი, რომელიც გამოქვეყნდა ჟურნალი ნეიროფსიქოლოგია სახელწოდებით "In Vivo Mammalian Brain Imaging Using One- and Two-Photon Fluorescence Microendoscopy" (92: 3121–3133, 2004 წლის მაისი).

აქ არის ორი ბმული აბსტრაქტული და რომ სრული ქაღალდი (PDF ფორმატი, 13 გვერდი, 761 კბ). ზემოთ მოცემული სურათი ამ ქაღალდიდან მოდის.

დაეხმარება თუ არა ეს ახალი ტექნიკა ნეიროფსიქოლოგებს, გაიგონ მეტი, თუ როგორ მუშაობს ჩვენი ტვინი? ეს შესაძლებელია, მაგრამ პირველ რიგში, მათ უნდა გამოიყენონ ეს პორტატული მოწყობილობა ადამიანებთან ერთად. ასე რომ ადევნეთ თვალი...

წყაროები: ამერიკის ფიზიკის ინსტიტუტი, EurekAlert!-ის მეშვეობით, Aufust 24, 2005; და სხვადასხვა ვებსაიტებს

თქვენ იპოვით დაკავშირებულ ისტორიებს ქვემოთ მოცემულ ბმულებზე გადასვლით.

• Წამალი
  
• ოპტიკა
  
• ფიზიკა
  
• ბიოტექნოლოგია