اسکن‌هایی که 64 میلیون بار واضح‌تر هستند، بینش جدیدی از مغز به ما می‌دهند
50 سال پس از اینکه یک شیمیدان آمریکایی به نام پال لاتربر که اولین تصویربرداری رزونانس مغناطیسی (MRI) را ابداع کرد، دانشمندان این سالگرد مهم پزشکی و تاریخی را با واضح‌ترین اسکن‌های تا به حال گرفته شده، البته از مغز موش گرامی داشته‌اند.
پس از نزدیک به 40 دهه در حال ساخت و توسعه دستگاه‌های اسکن، محققان مرکز میکروسکوپ In Vivo دانشگاه دوک، همراه با دانشمندانی از مرکز علوم بهداشتی دانشگاه تنسی، دانشگاه پنسیلوانیا، دانشگاه پیتسبورگ و دانشگاه ایندیانا، تصاویر MRI را 64 میلیون بار واضح‌تر از فعلی تولید کرده‌اند.
این MRI قادر به ثبت تصاویر با چنان جزئیاتی بود که اندازه هر وکسل – نسخه سه بعدی یک پیکسل – فقط 5 میکرون یا پنج هزارم میلی متر بود. این بدان معنی است که در حالی که فناوری MRI فعلی به اندازه کافی برای تشخیص تومور مغزی پیشرفت کرده ، این نوع تصویر واضح می تواند همه چیز را یک قدم جلوتر بردارد و سازماندهی و اتصال بسیار دقیق‌تر مغزی را نشان بدهد.
این MRI قادر به ثبت تصاویر باورنکردنی از داده های مداری در سراسر مغز موش بود.
محققان بر این باورند که این سطح از تصویربرداری دقیق، درک بیشتری از چگونگی تغییر مغز با افزایش سن، رژیم غذایی و بیماری‌های عصبی مانند آلزایمر را ممکن می‌سازد.
این نقطه اوج تقریباً 40 سال کار در مرکز میکروسکوپ In Vivo است. این وضوح MRI تنها با برخی فناوری‌های پیشرفته امکان‌پذیر شد. این تیم از یک آهنربای قدرتمند 9.4 تسلا (MRI های بالینی معمولاً دارای آهنربای 1.5 به 3 تسلا هستند)، مجموعه ای از سیم پیچ های گرادیان 100 برابر قوی‌تر از اسکن های استاندارد، و یک ابر رایانه معادل 800 لپ تاپ ، استفاده کردند.
علاوه بر این، پس از تکمیل تصاویر MRI، محققان بافت مغز را با میکروسکوپ صفحه نوری اسکن کردند. این به دانشمندان امکان داد تا گروه‌های خاصی از سلول‌ها را برچسب‌گذاری کنند و به آن‌ها اجازه دهد تا نحوه پیشرفت بیماری‌های عصبی را در طول زمان تماشا کنند.
دانشمندان با استفاده از مجموعه‌ای از موش‌ها در سنین مختلف و ساختارهای ژنتیکی مختلف، توانستند ببینند که چگونه ارتباط مغز حیوان در طول زمان تغییر کرده و چگونه مناطق خاصی مانند زیربنایی مرتبط با حافظه، به‌طور قابل‌توجهی بیشتر از مناطق دیگر تغییر کرده است. این تصاویر همچنین قادر به ثبت چگونگی شکست بیماری آلزایمر در شبکه‌های عصبی بودند.
این تحقیق راه را برای توسعه فناوری برای به تصویر کشیدن مغز انسان با چنین جزئیاتی هموار می‌کند، که برای درک بیشتری از چگونگی تغییر بافت با افزایش سن و مداخلاتی که می تواند برای جلوگیری از زوال مغزی مفید باشد، فراهم می‌کند.
این تحقیق در مجله PNAS منتشر شد.
منبع: دانشگاه دوک
