Mitmesugust

Uus MRI andur suudab meie aju sügavalt pildistada

Uus MRI andur suudab meie aju sügavalt pildistada

MIT-i teadlased on välja töötanud viisi, kuidas vaadata aju sügavamale kui kunagi varem. Kaltsium on enamiku rakkude jaoks hädavajalik signaalimolekul. See mängib neuronites veelgi suuremat rolli.

VAATA KA: UUS UURING KASUTAB ALZHEIMERI JA Dementsuse ennustamiseks MRT-uuringuid

Teadlased on pikka aega suutnud aju lainetes kaltsiumi kujutada, et saada pilt sellest, kuidas nad omavahel suhtlevad. Kuid praegune tehnoloogia võimaldab pildi läbitungimist vaid mõne millimeetri ulatuses.

MRI aitab saada sügavamat pilti

MITi uurimisrühm on välja töötanud meetodi, mis põhineb magnetresonantstomograafial (MRI) ja annab palju sügavama ülevaate.

"Selles artiklis kirjeldatakse rakusisese kaltsiumisignaali esimest MRT-põhist tuvastamist, mis on otseselt analoogne neuroteaduses laialt kasutatavate võimsate optiliste lähenemisviisidega, kuid võimaldab nüüd selliseid mõõtmisi teha in vivo sügavas koes," ütleb MIT-i professor Alan Jasanoff biotehnika, aju- ja kognitiivteadused ning tuumateadus ja -tehnika ning MIT McGovernani ajuuuringute instituudi assotsieerunud liige.

Puhkeoleku ajal on aju neuronites kaltsiumisisaldus väga madal. Kuid kui neuronid annavad elektriimpulsi, ujutab kaltsium neuroni üle.

Uus meetod tungib veelgi

Teadlased on seda nähtust kasutanud selleks, et saada ülevaade aju toimimisest, sildistades kaltsiumi fluorestseeruvate molekulidega. Seda tehakse laboriroa ajurakkudes või elusloomade ajus.

Kuid selline mikroskoopiline pildistamine võib tungida koesse ainult paar kümnendikku millimeetrit, mis piirab uuringut ainult aju pinnaga.

"Nende tööriistadega tehakse hämmastavaid asju, kuid me tahtsime midagi, mis võimaldaks meil ja teistel raku tasemel signaalimist sügavamalt uurida," ütleb Jasanoff.

Oma unistuse saavutamiseks hakkasid teadlased vaatama MRI-d. MRI tuvastab süstitud kontrastaine ja rakkudes olevate veemolekulide vahelised magnetilised vastasmõjud. See on levinud tööriist mitteinvasiivseks pildistamiseks keha erinevates osades.

Kui muid uuringuid oli tehtud MRI-põhiste kaltsiumisensorite kohta, oli neid takistanud ajurakkudesse sattuva kontrastaine väljatöötamise puudumine. Jasanoffi meeskond lõi kontrastaine, mis kasutas rakumembraani läbivaid ehitusplokke.

Edukas katsetamine rottidega

Agent sisaldab mangaani, mis on seotud ühendiga, mis võib tungida läbi rakumembraanide. See sisaldab ka kaltsiumi siduvat kätt, mida nimetatakse kelaatoriks. Kui aine on rakus sees, seondub kelaator madala kaltsiumisisalduse korral mangaani aatomiga nõrgalt, kaitstes metalli MRI tuvastamise eest.

Kui rakk on kaltsiumiga üle ujutatud, seondub kelaat kaltsiumiga ja vabastab mangaani, seejärel tundub kontrastaine MRI pildil heledam.

"Kui neuronid või muud ajurakud, mida nimetatakse gliaks, stimuleeritakse, kogevad nad kaltsiumikontsentratsiooni sageli üle kümnekordse tõusu. Meie andur suudab need muutused tuvastada, ”ütleb Jasanoff.

Oma agendi testimiseks süstisid teadlased seda roti ajju sügavas aju piirkonnas, mida nimetatakse striatumiks. Striatum on aju osa, mis on seotud liikumise planeerimise ja uue käitumise õppimisega.

Seejärel kasutati kaaliumi ioone striatumi neuronites elektrilise aktiivsuse stimuleerimiseks ja teadlane suutis mõõta kaltsiumi vastust nendes rakkudes.

Uuringuid arendatakse edasi ja need võivad anda võimaluse täpselt mõista neuroni aktiivsuse ajastust sügavas ajus.

"See võib olla kasulik välja selgitamiseks, kuidas aju erinevad struktuurid töötavad koos stiimulite töötlemiseks või käitumise koordineerimiseks," ütleb Jasanoff. Uuring ilmub 22. veebruari Nature Communications väljaandes.


Vaata videot: Breast MRI Imaging - Complete Lecture. Health4TheWorld Academy (August 2021).