g u t x .com.tr İpek yolu - Çin'i anlamaya götürürüm

Sonunda fark edildi: beyin sinir lifi yollarının kesişimini çizmek, gerçek bir 3D beyin yaratmak zor değil!

Almanya, Hollanda ve İtalya'dan bilim adamları, beyindeki sinir lifi yollarının kesişimlerini haritalamak için dağınık ışığı kullanabilen bir yöntem geliştirdiler.Araştırma sonuçları "Physics Review X" dergisinde yayınlandı. Işık saçılması ve insan beyninde ortaya çıkardıkları. İnsan beyni araştırmalarının bir kısmı, sinir liflerini oluşturan üç boyutlu yol mimarisini bulmayı ve kurmayı içerir. Bu tür araştırmalar için standart araç, mikrometre çözünürlükte üç boyutlu görüntüler oluşturabilen bir polarizasyon mikroskobudur.

Ancak bu tür araştırmanın başarısızlık noktalarından biri, bir fiber optik ağın fiziksel olarak diğeriyle kesiştiği geçiş noktasıdır. Mevcut teknoloji, bir otoyol köprüsü gibi hangi liflerin tepede olduğunu veya liflerin bir taşra yolu gibi kesişip kesmediğini belirleyemez. Bu yeni çalışmada, araştırmacılar, yolların kesişimlerini ayrıntılı olarak çizmenin eşi görülmemiş bir yolunu buldular. Geleneksel polarizasyon mikroskoplarının eksikliklerinin üstesinden gelmek için, araştırmacılar daha önce geleneksel transmisyon mikroskoplarında çalışılmamış verileri ararlar.

Mikroskop altında iletilen ışığın etkisinin, ışığın yayılma yönüne göre fiberin açısına bağlı olduğu bulundu.Araştırmacılar, bu bilgiyi, kesişen düzlem içi lifler ile düzlem dışı lifler arasında ayrım yapmak için ek bilgilerin kullanılabileceğini gösteren sayısal bir simülasyon oluşturmak için kullandılar. Simülasyondan öğrenilenleri kullanarak, gerçek sinir dokusunun ek mikroskobik çalışmaları yapıldı. Bunu yaparken, araştırmacılar, sinir lifleri birbiriyle kesiştiğinde dahil olan açılar da dahil olmak üzere, beyin dokusu alt kültürlerini benzeri görülmemiş ayrıntılarla yeniden yapılandırabilen bir teknik gösterdiler.

Araştırmacılar, yeni araştırmaların beynin gerçek bir 3B temsilini oluşturarak beynin yapısını daha iyi anlayabileceğine ve MRS gibi tıbbi taramaların yorumlanmasını iyileştirebileceğine inanıyor.Bu yeni teknoloji, lifli dokuyu incelemek gibi diğer uygulamalarda da yararlı olabilir. örneklem. Beynin yapısını ve işlevini ortaya çıkarmak için, nöronal bağlantıların, yani sinir liflerinin uzamsal yapısının ayrıntılı bir şekilde anlaşılması gerekir. Üç boyutlu polarize ışık görüntüleme (3D-PLI), üç boyutlu sinir lifi yolaklarını yeniden yapılandırmak için en etkili histolojik yöntemlerden biridir.

Bu teknoloji, beyin dokusu dilimlerinin çift kınlımını ölçer ve tüm insan beyin diliminin uzaysal lif yönünü mikrometre çözünürlükle çıkarır. Bununla birlikte, bu teknoloji farklı yönlere sahip liflerden oluşsa bile, ölçülecek her doku voksel için yalnızca tek bir lif yönelimi oluşturulur, bu nedenle düzlem içi çapraz lifler, düzlem dışı lifler olarak yanlış anlaşılır. Beyindeki üç boyutlu sinir lifi yapısının ayrıntılı bir modelini oluştururken, sinir lifi kesişimlerinin doğru tespiti ve yorumlanması çok önemlidir. Çalışma, 3D-PLI verilerindeki sinir liflerinin kesişimini belirlemek için transmisyon mikroskobu ölçümündeki ışık saçılımını kullandı ve saçılma modelinin ölçümünün, sinir liflerinin kesişme açısı gibi beyin dokusunun alt yapısını çözebileceğini gösterdi.

Bu amaçla, araştırma, büyük ölçekli karmaşık fiber yapılarda (beyin dokusu gibi) iletim mikroskobu ölçümlerini (özellikle ışık saçılımını) incelemek için sonlu fark zaman alanı (FDTD) simülasyonunu ve yüksek performanslı hesaplamayı kullanabilen bir simülasyon çerçevesi geliştirmiştir. Simülasyon yalnızca deneysel gözlemleri simüle etmek ve yorumlamak için değil, aynı zamanda yeni analiz yöntemleri ve ölçüm teknikleri geliştirmek için de kullanılır. Farklı türlerin (kemirgenler, maymunlar ve insanlar) beyin dilimlerinde yapılan çeşitli deneysel çalışmalar ve FDTD simülasyonları, polarizasyondan bağımsız olarak iletilen ışık yoğunluğunun (geçirgenlik) önemli ölçüde azaldığını göstermiştir. % 50) ve temelde düzlem içi kesişme açısından bağımsızdır.

Bu nedenle, geçirgenlik, düşük fiber yoğunluklu alanları düzlem içi çapraz fiber alanlarından ve düzlem dışı fiber alanlarından ayırt etmek için kullanılabilir; bu, 3D-PLI'daki büyük bir sorunu çözer ve beyindeki karmaşık sinir lifi yapısını daha iyi yeniden yapılandırabilir. Görünür ışık spektrumundaki ışık saçılımı (eğik aydınlatma), sinir liflerinin mikron çözünürlüklü kesişme açısı gibi beyin dokusunun altta yatan yapısını ortaya çıkararak beyindeki sinir lifi kesişim noktalarının daha ayrıntılı yeniden inşasını ve yeni araştırma alanlarının açılmasını sağlar.