Новые методы визуализации тканей головного мозга человекаЧтобы понять, как работает мозг, ученым необходимо составить карту, как нервные клетки (нейроны) связаны между собой, чтобы формировать цепи как в здоровом, так и в болезненном состоянии. Традиционно это достигалось путем последовательного разрезания ткани мозга на тонкие срезы и отслеживания перерезанных нервных волокон на многих срезах. Однако этот подход сложен и трудоемок, поскольку нейронные цепи охватывают большие расстояния в трех измерениях (3D) и плотно запутаны под микроскопом.
Чтобы избежать рассечения тканей, были разработаны методы очистки тканей — методы, которые делают непрозрачную ткань прозрачной, — позволяющие получать с высоким разрешением и глубокую визуализацию нейронных цепей. Хотя такие методы оказались очень эффективными на тканях мозга грызунов, только ограниченные исследования показали успех на тканях мозга человека. Трудности и проблемы можно объяснить фундаментальными различиями между мозгом человека и мыши.Чтобы преодолеть эти препятствия, команда разработала новое решение для очистки тканей OPTIClear.
OPTIClear выборочно регулирует оптические свойства тканей, не повреждая и не изменяя их структурные компоненты. В сочетании с флуоресцентным окрашиванием и другими методами обработки тканей команда создала простой, но универсальный инструмент для изучения микроскопических структур человеческого мозга. Нервные клетки, глиальные клетки и кровеносные сосуды были визуализированы с мельчайшими подробностями, с определением их трехмерного отношения.
Например, команда провела трехмерный морфологический анализ дофаминергических нейронов ствола мозга человека в миллиметровом масштабе и визуализировала более 3000 крупных нейронов в базальной части переднего мозга человека всего за пять дней, что обычно является чрезвычайно трудоемким процессом и занимает не менее трех недель. Эти нейроны участвуют в неврологических и психических заболеваниях, таких как слабоумие и депрессия; многообещающие результаты предполагают, что этот новый метод применим к будущим исследованиям в этих условиях. Что еще более примечательно, OPTIClear можно применять как для архивных (> 30 лет), так и для клинических образцов.
Команда надеется, что этот простой метод может стать катализатором дальнейшего научного развития. Позволяя ученым быстрее и лучше изучать ткани человека, OPTIClear потенциально может ускорить выяснение схемотехнических механизмов при множестве заболеваний мозга.
Профессор Утиан Ву, почетный профессор школы биомедицинских наук медицинского факультета Ли Ка Шинга, HKU, соруководитель исследования, прокомментировал: «Мы надеемся, что лучшее понимание связей и схем мозга поможет раскрыть патологии. которые лежат в основе распространенных дегенеративных заболеваний мозга, таких как болезнь Альцгеймера и Паркинсона ». Что касается будущего развития проекта, г-н Лай Хей-мин, ведущий исследователь исследования и студент 6-го курса HKU, сказал: «В принципе, этот метод также применим к другим человеческим органам и клиническим образцам. Мы надеемся, что этот метод также может быть использован при изучении других болезней и, в конечном итоге, поможет нам разгадать тайны человеческого тела ».