Neuron

تکنیک های نوشتاری برای تجسم سه بعدی ساختار میکروسکوپی مغز انسان

گروهی از دانشمندان دانشکده پزشکى  لى کا شینگ از دانشگاه هنگ کنگ (HKU) و امپریال کالج لندن موفق به تجسم بافت مغز انسان درسطح میکروسکوپی شده اند. یافته ها در حال حاضر در آخرین نشریه از Nature Communication  منتشرشده است.

دانشمندان براى درک چگونگى کارکرد مغز، نیاز به ترسیم چگونگى وضع سلول هاى عصبى یا نورون ها (که تشکیل دهنده ى شبکه ى عصبى هستند) در هر دو حالت سلامت و بیمارى دارند. بر طبق گفته ها این عمل به روش تهیه ى برش هاى پیاپى از بافت مغز در اسلاید هاى نازک و ترسیم رشته هاى عصبى بر بخش هاى متعدد صورت گرفته است. با وجود اینکه چنین رویکردى دشوار و کارگیر است ولى مدارهاى عصبى که به شدت از لحاظ میکروسکپى در هم تنیده اند، این عمل را در طى فواصل طولانی و در سه جهت(۳D) پوشش مى دهند. براى جلوگیرى از جداسازى بافت ها، تکنیک هاى پاکسازى بافت (روش هایى که بافت را روشن و شفاف مى کند) توسعه داده شده اند که امکان تصویربردارى عمیق و با وضوح بالا از مدارهاى عصبى را فراهم می کنند. اگرچه این تکنیک ها بر روى بافت مغز جوندگان بسیار مؤثر بوده ولى در مورد بافت مغز انسان تنها آزمایش هاى محدودى موفقت آمیز بوده اند. مشکلات و چالش ها به تفاوت هاى بنیادى میان مغز انسان و موش برمی گردد.

 

براى غلبه بر این موانع، تیم راه حل جدید پاکسازى بافت را پیشنهاد مى دهد. OPTIclear ویژگى هاى بصرى بافت را بدون آسیب رساندن و یا تغییر ساختار آن به طور انتخابى تنظیم مى کند. با تلفیق رنگ آمیزى فلوئورسنس و دیگر روش هاى رنگ آمیزى بافت، تیم تا به حال توانسته یک ابزار ساده اما چند منظوره براى مطالعه میکروسکپى ساختار مغز انسان بسازد. سلول هاى عصبى، سلول هاى نوروگلیا و رگ ها خونى در جزئیات بسیار دقیق به همراه ارتباط معین سه بعدیشان به تصویر کشیده شده اند. براى مثال تیم نوعى تجزیه تحلیل مورفولوجیکال سه بعدى در مقیاس میلیمتر روى نورون هاى دوپامینرجیک ساقه ى مغز انسان انجام داد و بیشتر از ٣٠٠٠هزار نورون بزرگنمایى شده از بخش جلویى مغز انسان را تنها در پنج روز تصویر سازى کردند که به طور معمول انجام این امر، کار بسیار پرزحمتیست و حداقل سه هفته زمان مى برد. این نورون ها در بیمارى هاى عصبى و روانى مثل زوال عقل و افسردگى دخالت دارند.در هر صورت نتایج نویدبخش هستند و نشان مى دهند که این روش جدید با چنین شرایطى در تحقیقات آینده قابل اجراست. موضوع قابل ملاحظه در مورد OPTIclear  این است که مى تواند در هر دو نمونه هاى آرشیو شده (نمونه هاى بالاى سى سال) و بالینى به کار گرفته شود.

 

تیم امیدوار است که این روش ساده بتواند کاتالیز بیشتری روی گستردگی های علمی داشته باشد. دسترسى دانشمندان به مطالعه بافت های انسان، به OPTIclear اجازه مى دهد بهتر و سریعتر به روشن سازی مکانیزم مدار در بسیاری از بیماری های مغز سرعت بخشد. پروفسور Wutian Wu، استاد مفتخردانشکده علوم پزشکی، لی کا شینگ، HKU، و سرپرست مشترک مطالعه، اظهار داشت:

ما امیدواریم درک بهتر از ارتباطات و مدارهای مغز کمک کند تا پاتولوژیهایی را که با بیماری های تخریب کننده مغزی مشترک هستند را شناسایی کنیم ، مانند بیماری آلزایمر و پارکینسون.

 با توجه به تحولات آینده این پروژه، آقای لای هییمین، پژوهشگر ارشد این مطالعه و دانشجوی ششمین سال پزشکی HKU ، گفت:

در اصل، این روش برای سایر اعضای بدن انسان و نیز نمونه های بالینی قابل استفاده است. امیدواریم که این تکنیک را بتوان در مورد سایر بیماری ها مورد استفاده قرار داد و در نهایت به ما کمک کند تا از اسرار و رموز بدن انسان پرده بگشاییم.