散射光成像放开大脑的复杂网络
理清复杂大脑的神经纤维网络变得容易与散射光成像(SLI):研究人员在代尔夫特,j(德国)和斯坦福大学(美国)成功地结合光与MRI和x射线散射辨别神经纤维轨迹,也与高度缠绕纤维的地区。SLI的轨迹显示最高的细节,同时显著比的x光和核磁共振技术更快、更便宜。如此详细的映射是必不可少的更好的理解如何连接大脑内部神经纤维。该研究发表在《华尔街日报》eLife。
大脑的途径
大脑的不同区域相互连接通过数十亿神经纤维。这些连接是至关重要的,适当的大脑功能。寻求一个全面的地图的神经连接关键取决于成像技术能够解决这些纤维,其中大部分是只有微米薄。特别具有挑战性与密集地区和高度交织神经纤维。米里亚姆门泽尔的成像物理系助理教授你代尔夫特,SLI技术开发研究这种纤维星座:“光照下不同角度通过使用大脑切片和分析产生的散射模式。我们没有拍照的神经元或突触;我们想知道它们是如何连接的。这是很重要的对于理解大脑功能和功能障碍”。
更容易、更便宜、更快
小角x射线散射(粉煤灰)是一种建立在材料科学研究方法不同的结构是如何组织的同步加速器,而扩散磁共振成像(dMRI)是一种重要的技术在诊所想象三维大脑的神经纤维网络。“我们已经表明SLI的数据是一致的与粉煤灰和dMRI检查大脑切片,但比dMRI SLI提供更高的分辨率,更容易,更便宜,速度比其他技术。这是一个重要的里程碑,”门泽尔说。“我们可以执行SLI测量用一个简单的LED光源和相机在短短几秒,需要数百万同步加速器和核磁共振扫描仪。随着便携式系统,它可以很容易地设置在病理学实验室协助临床研究。”
显微分辨率
门泽尔在过去几年在SLI技术,首先在j现在在代尔夫特。她还在斯坦福大学,实现她的同事们进行粉煤灰和dMRI测量对大脑样本也与SLI成像。“大多数成像技术难以辨别个人途径在浓密的大脑结构包含许多纠缠或神经纤维相互交织,“门泽尔解释道。“SLI纤维定向地图提供了微观解析这些密集的地区。“特别是二维(平面)纤维取向是分辨精度高。
下一个步骤
“在代尔夫特带来了令人兴奋的机遇进一步发展技术,新的应用程序,”门泽尔说。SLI团队计划也适用于其他类型的纤维,如肌肉和胶原纤维,扩大组织区域,可以研究。目的是开发一个小型和便携式系统,可以很容易地部署在其他实验室。“从长远来看,我们希望将此技术应用于在诊所。”
参考门泽尔M, Graßel D,苦我,Zeineh MM,皮质M .利用光和x射线散射理清复杂的神经元方向和验证扩散磁共振成像。霍华德房颤,behren TE,霍华德房颤,Yendiki, eds。eLife。2023;12:e84024。doi:10.7554 / eLife.84024
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