Hologrami otkrivaju funkcioniranje mozga

Tim neurobiologa, psihijatara i stručnjaka za naprednu vizualnu reprezentaciju objekata sa švicarskog politehničkog fakulteta École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) i iz sveučilišnog bolničkog centra Centre hospitalier universitaire vaudois (CHUV) preuzeli su tehniku iz znanosti o materijalima, te u časopisu The Journal of Neuroscience izvijestili kako se digitalna holografska mikroskopija (DHM) sada može upotrijebiti za trodimenzionalno promatranje neuronske aktivnosti u stvarnom vremenu i do čak 50 puta većoj rezoluciji nego prije.

Tehnika posjeduje izniman potencijal za testiranje novih lijekova u borbi protiv neurodegenerativnih bolesti kao što su Alzheimerova i Parkinsonova bolest.

“DHM predstavlja posve novu tehniku za proučavanje neurona koju odlikuju brojne prednosti u odnosu na tradicionalne mikroskope”, objašnjava glavni autor rada Pierre Magistretti sa Instituta za mozak i um na EPFL-u. “Radi se o neinvazivnoj tehnici koja omogućuje promatranje neuralnih procesa na dulje vrijeme bez potrebe za elektrodama ili bojama koje oštećuju stanice”.

Viši član tima Pierre Marquet dodaje, “DHM pruža dragocjene informacije ne samo o obliku neurona, već i o njihovoj dinamici i aktivnosti, te se ovom tehnikom stvaraju trodimenzionalni prikazi kojima se može upravljati i povećava preciznost u odnosu na tradicionalne mikroskope sa 500 nanometara do skale od 10 nanometara”.

DHM se obično koristi za utvrđivanje vrlo malenih oštećenja u materijalima, no Magistretti je zajedno sa Christianom Depeursingeom, profesorom u Laboratoriju za naprednu fotoniku na EPFL-u i pionirom DHM-a, odlučio upotrijebiti ovu tehnologiju u neurobiološke svrhe.

U sklopu istraživanja njihov tim izazvao je električni naboj u kulturi neurona koristeći glutamat, glavni neuroprijenosnik u mozgu. Ovim prijenosom naboja u neurone se unosi voda i mijenjaju njihova optička svojstva na način koji može utvrditi samo DHM. Na taj način ovom se tehnikom može jasno vizualno predočiti električna aktivnost stotina neurona istodobno, u stvarnom vremenu, bez njihovog oštećivanja elektrodama, koje k tome mogu istovremeno pratiti aktivnost tek nekolicine neurona.

“Zahvaljujući preciznosti, brzini i neinvazivnosti ove tehnike, moguće je pratiti iznimno male promjene u svojstvima neurona izazvane lijekom koji se testira te se mogu bolje shvatiti procesi koji se pritom odvijaju, posebno kada se radi o predviđanju smrti neurona”, rekao je Magistretti. “Nešto za što je prethodno bilo potrebno 12 sati rada u laboratoriju sada oduzima tek 15 do 30 minuta, čime se značajno smanjuje vrijeme potrebno za utvrđivanje djelotvornosti lijeka”.

Izvor: znano.st

VIDEO

Pierre Magistretti s Instituta za mozak i um na EPFL-u objašnjava primjenu digitalne holografske mikroskopije za trodimenzionalno promatranje neuronske aktivnosti.