Meervoudige beeldvormingstechniek brengt de hersenen in beeld

Anonim

Meervoudige beeldvormingstechniek brengt de hersenen in beeld

Wetenschap

Richard Moss

27 juli 2016

Een nieuwe hersenweergave-techniek, genaamd vergrote analyse van proteoom (MAP), stelt wetenschappers in staat hetzelfde hersenweefsel op meerdere schaalniveaus te onderzoeken - van connectiviteit op hoog niveau tot subcellulaire resoluties (Credit: MIT)

Wetenschappers van het MIT hebben een meervoudige beeldvormingstechniek ontwikkeld waarmee ze hersenweefsel kunnen onderzoeken met nauw subcellulair detail, evenals met betrekking tot de langetermijnconnectiviteit van neuronen. De techniek kan de nauwkeurigheid verbeteren van pogingen om de verbindingen in het menselijk brein in kaart te brengen. De techniek kan ook worden gebruikt om te helpen bij studies van andere organen zoals het hart, de longen, de lever en de nieren.

Riep vergrote analyse van proteoom (MAP), de nieuwe techniek (reversibel) breidt weefselmonsters uit door ze te overspoelen met acrylamide - een kleurloze gelachtige substantie. Net als een vorige techniek genaamd CLARITY, die ook werd ontwikkeld door de hoofdauteur Kwanghun Chung, bewaart dit proces de eiwitten in de cellen (gezamenlijk bekend als het proteoom), terwijl ze ook transparant worden gemaakt zodat ze kunnen worden gelabeld met fluorescerende moleculen.

In tegenstelling tot CLARITY breidt de MAP-methode weefselmonsters echter uit tot vier of vijf keer de oorspronkelijke grootte. Dit stelt de wetenschappers in staat om meer fijnkorrelige beeldvorming uit te voeren. Ze kunnen resoluties bereiken tot wel 60 nanometer, wat veel beter is dan de resolutielimiet van 200 tot 250 nanometer die normaal gesproken kan worden bereikt met lichtmicroscopen - hoewel het niet helemaal overeenkomt met een imaging-hulpmiddel dat vorig jaar is ontwikkeld door onderzoekers van Boston en Harvard University, die afzonderlijke synaptische blaasjes kan zien (minuscule bolletjes van minder dan 40 nm doorsnede bevatten chemische signalen die neurotransmitters worden genoemd).

De resolutie van 60 nm van MAP is prima genoeg om neuronale structuren zoals axonen en synapsen te identificeren, en omdat het behandelde monster zijn structurele integriteit behoudt, kunnen de onderzoekers ook moleculaire markers zoals antilichamen gebruiken om verschillende neurontypen te visualiseren, evenals de verbindingen daartussen .

De conclusie hier is dat wetenschappers met deze nieuwe MAP-techniek hetzelfde hersenweefselmonster op meerdere schalen kunnen fotograferen, variërend van regionale connectiviteit (neurale netwerken en signaalroutes) tot subcellulaire architectuur (synapsen, axonen, dendrieten) en moleculaire identiteit (eiwitten, neuronen types).

Dat zou heel nuttig kunnen zijn bij de voortdurende inspanningen om de verbindingen van het menselijk brein in kaart te brengen, hoewel de grootste uitdaging niet alleen ligt in het verzamelen van de gegevens, maar in het analyseren en uiteindelijk begrijpen ervan.

Een paper met de beschrijving van de studie werd gepubliceerd in het tijdschrift Nature Biotechnology .

Bron: MIT

Een nieuwe hersenweergave-techniek, genaamd vergrote analyse van proteoom (MAP), stelt wetenschappers in staat hetzelfde hersenweefsel op meerdere schaalniveaus te onderzoeken - van connectiviteit op hoog niveau tot subcellulaire resoluties (Credit: MIT)