ทีมวิจัยที่มุ่งหน้าไปได้สร้างภาพ MR ที่มีความละเอียดสูงสุดเท่าที่เคยได้รับจากสมองของเมาส์ กุญแจสู่ความก้าวหน้านี้ ซึ่งทีมงานอธิบายว่าเป็น “จุดสุดยอดของการวิจัยเกือบ 40 ปี” อยู่ที่การผสานของมิญชวิทยาเรโซแนนซ์แม่เหล็กกับกล้องจุลทรรศน์แผ่นแสง เทคนิคการถ่ายภาพที่อธิบายไว้ในรายงานการประชุมสามารถช่วยปรับปรุงความเข้าใจของเราเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงในสมองที่เกิด
จากอายุ
หรือความผิดปกติต่างๆ เช่น โรคอัลไซเมอร์ เพื่อสร้างภาพที่ทำลายสถิติ นักวิจัยของ Duke ซึ่งทำงานร่วมกับเพื่อนร่วมงานที่ศูนย์วิทยาศาสตร์สุขภาพมหาวิทยาลัยเทนเนสซี มหาวิทยาลัยเพนซิลเวเนีย มหาวิทยาลัยพิตส์เบิร์ก และมหาวิทยาลัยอินเดียนา ได้ทำการ 3D ของสมองหนูภายในกะโหลกศีรษะ
เป็นครั้งแรก พวกเขาใช้เครื่องสแกน 9.4 T MR อันทรงพลังพร้อมขดลวดที่ให้การไล่ระดับสีมากกว่าระบบ MRI ทางคลินิกถึง 100 เท่า นักวิจัยถ่ายภาพสมองโดยใช้การไล่ระดับสีสะท้อนและภาพเทนเซอร์แบบกระจาย (DTI) ที่ความละเอียด 15 µm isotropic ซึ่งชี้ให้เห็นว่าสูงกว่าระบบ DTI/MRI
แบบพรีคลินิกส่วนใหญ่ประมาณ 1,000 เท่า ข้อมูล MR ความละเอียดสูงช่วยให้สามารถสร้างแผนที่การเชื่อมต่อ MR ที่มีรายละเอียดมากที่สุดเท่าที่เคยมีมา พวกเขาสร้างคอนเนกโตม (แผนที่ของการเชื่อมต่อประสาทในสมอง) จากภาพความหนาแน่นของแทร็กที่มีความละเอียดสูงสุดประมาณ 5 µm
หลังจากการสแกน MR นักวิจัยได้ถ่ายภาพสมองโดยใช้กล้องจุลทรรศน์แผ่นแสง ซึ่งเป็นเทคโนโลยีใหม่ที่สามารถสร้างภาพสมอง 3 มิติที่ความละเอียดระดับเซลล์ เทคนิคนี้ทำให้พวกเขาสามารถระบุกลุ่มเซลล์เฉพาะทั่วสมอง เช่น เซลล์ที่สร้างสารโดพามีน เพื่อให้เห็นภาพการลุกลามของโรคพาร์กินสัน
ตัวช่วยสำคัญในที่นี้คือความสามารถในการลงทะเบียนภาพที่แม่นยำ ทีมงานใช้ไปป์ไลน์การประมวลผลประสิทธิภาพสูงเพื่อรวม DTI กับกล้องจุลทรรศน์แบบแผ่นแสงของชิ้นงานชิ้นเดียวกัน ทำให้ได้ภาพที่ครอบคลุมของเซลล์และวงจร ส่งผลให้ได้สิ่งที่เรียกว่าไดรฟ์ข้อมูลรวมมิติสูงพร้อมการลงทะเบียน
ที่มีความ
แม่นยำในการจัดตำแหน่งดีกว่า 50 µmนักวิจัยทำการทดลองสี่ครั้งเพื่อพัฒนาและตรวจสอบความถูกต้องของเทคนิค ขั้นแรก พวกเขาศึกษาหนูอายุ 90 วันเพื่อสร้างแผนที่อ้างอิง 3D ใหม่ที่มีความละเอียดเชิงพื้นที่มากกว่าแผนที่ DTI ก่อนหน้านี้ถึง 24 เท่า พวกเขาใช้เมาส์ชุดที่สอง
เพื่อปรับปรุงปริมาณงานและทดสอบความแม่นยำในการลงทะเบียน การทดลองที่สามทดสอบความทนทานของการลงทะเบียน ต่อความแปรปรวนของยีนและอายุของหนู สุดท้าย พวกเขาทำการศึกษาปริมาณงานสูงเพื่อตรวจสอบว่าสมองส่วนต่าง ๆ และสายพันธุ์ของสัตว์ได้รับผลกระทบจากอายุที่มากขึ้น
อย่างไร ตัวอย่างภาพ MR หนึ่งชุดแสดงให้เห็นว่าการเชื่อมต่อทั่วทั้งสมองเปลี่ยนแปลงไปตามอายุของหนูอย่างไร และภูมิภาคเฉพาะเช่น ที่เกี่ยวข้องกับหน่วยความจำเปลี่ยนแปลงไปอย่างไรมากกว่าส่วนอื่นๆ ของสมอง ภาพอีกชุดหนึ่งเผยให้เห็นการเชื่อมต่อของสมองที่เน้นความเสื่อมของโครงข่ายประสาทเทียม
นักวิจัยกล่าวว่าข้อมูลเชิงลึกใหม่จากการถ่ายภาพด้วยเมาส์จะนำไปสู่ความเข้าใจที่ดีขึ้นเกี่ยวกับสภาวะต่างๆ ในมนุษย์ เช่น การเปลี่ยนแปลงของสมองตามอายุ อาหาร หรือแม้แต่ความผิดปกติของระบบประสาท เช่น โรคอัลไซเมอร์หรือโรคพาร์กินสัน “มันเป็นสิ่งที่ช่วยได้อย่างแท้จริง
การโต้ตอบเฉพาะมีหลายกรณีทางชีววิทยาที่เราจำเป็นต้องรู้ว่าพันธะเคมีสามารถรักษาแรงไว้ได้มากน้อยเพียงใด ตัวอย่างเช่น ในการพัฒนายา ประสิทธิภาพของยาขึ้นอยู่กับความแข็งแรงของพันธะระหว่างลิแกนด์ในยากับตัวรับขณะนี้เราสามารถวัดความแข็งแรงของพันธะเคมีแต่ละชนิดในการทดลอง
ในการวัดความแข็งแรงของพันธะนี้ ปลาย AFM จะถูกเคลือบด้วยไบโอตินก่อนแล้วจึงเคลือบด้วยสเตรปตาวิดิน สารตั้งต้นรูปลูกปัดยังถูกเคลือบด้วยไบโอตินเพื่อให้มันติดแน่นกับปลายที่เคลือบ เนื่องจากโมเลกุลไบโอตินสามารถจับกับโมเลกุลสเตรปตาวิดินที่ตำแหน่งต่างๆ สี่ตำแหน่ง จึงเกิดพันธะระหว่าง
เม็ดบีดกับปลายได้ เคล็ดลับคือการใช้ไบโอตินและสเตรปตาวิดินในปริมาณที่น้อยมาก เพื่อให้พันธะเพียงหนึ่งพันธะ (หรือมากที่สุดไม่กี่อย่าง) เกิดขึ้นเมื่อทิป AFM สัมผัสกับลูกปัดวัดแรงยึดเกาะเมื่อปลายถูกดึงออกจากวัสดุพิมพ์จนกระทั่งการยึดเกาะแตกในที่สุด นักวิจัยในมิวนิกพบว่าความแข็งแรง
ของพันธะแต่ละชนิดมีค่าประมาณ 200 pN แรงแตกจะเปลี่ยนไปเมื่อเราใช้โมเลกุลที่แตกต่างกันเล็กน้อย แต่การจำลองทำให้เรามีความเข้าใจโดยละเอียดเกี่ยวกับกระบวนการที่เกิดขึ้นจริงเมื่อพันธะแตกกลุ่มอื่นๆ อีกหลายกลุ่มได้นำรูปแบบการทดลองนี้ไปใช้วัดแรงแตกหักของโมเลกุลสำหรับระบบอื่นๆ
จำนวนมาก
ความเสถียรของโปรตีนโปรตีนทำมาจากสายโซ่ยาว 1 มิติของโมเลกุลที่พับเป็นโครงสร้าง 3 มิติบางอย่าง คุณสมบัติทางเคมีและชีวภาพโดยละเอียดของโปรตีนขึ้นอยู่กับการพับตัวของโมเลกุล ความเสถียรเชิงกลมีความสำคัญมากสำหรับโปรตีนที่สร้างเส้นใยกล้ามเนื้อ เช่น ไมโอซินและไคเนซิน
และสำหรับโปรตีนที่ต้องทนต่อแรง (เช่น โมเลกุลยึดเกาะของเซลล์ที่ทำให้เสถียรและสร้างการสัมผัสระหว่างเซลล์ในเนื้อเยื่อ เป็นต้น)เราสามารถเริ่มมองหาโรคเกี่ยวกับความเสื่อมของระบบประสาทได้ด้วยวิธีที่แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง” ผู้เขียนนำในแถลงการณ์ในแบบจำลองเมาส์ของโรคอัลไซเมอร์
หยิบชิ้นส่วนขึ้นมาโดยใช้ทิป AFM และดึงออกมาจนกระทั่งแต่ละโดเมนคลี่ออก (รูปที่ 6) แรงที่วัดได้เพิ่มขึ้นเมื่อโพลิเมอร์ถูกยืดออกจนกระทั่งหนึ่งในขดลวดแบบสุ่มหลุดออก เมื่อถึงจุดนี้ แรงลดลงและกระบวนการดำเนินต่อไป ส่งผลให้เกิดเส้นโค้งแรงขยายที่มีรูปแบบฟันเลื่อย
credit : สล็อตเว็บตรง100 / ดูหนังฟรี / 50รับ100
