Человеческий мозг с его поразительной сложностью, состоящей из 86 миллиардов нейронов, уже давно является предметом восхищения ученых. Раскрыть его секреты оказалось непростой задачей, требующей применения передовых технологий, способных вникнуть в тонкости взаимодействия внутри мозга. Новаторская технология визуализации и виртуальной реконструкции, разработанная группой Йоханна Данцля в ISTA, совершает революцию в понимании сложности мозга.

Представляем LIONESS — Live Information Optimized Nanoscopy Enabling Saturated Segmentation — передовую технологию, позволяющую визуализировать, реконструировать и анализировать живую ткань мозга с беспрецедентным уровнем полноты и пространственного разрешения. С помощью LIONESS ученые наконец-то смогут получить полную и плотную реконструкцию живой ткани мозга, что позволит получить бесценные сведения о динамичной клеточной биологии, происходящей в ней.

LIONESS: взгляд на сложность плотной ткани мозга

В системе LIONESS используется усовершенствованная оптика и два уровня глубокого обучения (искусственный интеллект) для повышения качества изображения и идентификации различных клеточных структур в плотной среде нейронов. Благодаря многократной визуализации тканей LIONESS фиксирует сложную динамику мозга во времени, в результате чего получается реконструированное изображение, демонстрирующее расположение клеток в трех измерениях.

«Эта технология позволяет нам наблюдать и измерять динамику клеточной биологии в мозге в процессе ее развития», — поясняет Филипп Велики, первый автор исследования. «Теперь мы можем визуализировать сложную среду нейронов таким образом, который ранее был немыслим».

[embedded content]

Совместная работа

Разработка LIONESS стала возможной благодаря совместным усилиям группы Иоганна Данцля, группы Бикеля, группы Йонаса, группы Новарино, подразделений научной службы ISTA, а также международных коллабораторов. Такой междисциплинарный подход позволил объединить усилия экспертов из различных областей, чтобы преодолеть технологический разрыв в анализе тканей мозга.

«Наша цель состояла в том, чтобы собрать динамичную группу ученых с различным опытом, которые могли бы совместно решать задачи анализа тканей мозга», — говорит Йоханн Данцл, ведущий исследователь ISTA. «Объединив наши знания и ресурсы, мы смогли расширить границы технологий визуализации».

Преодоление прежних ограничений

В прошлом реконструкция тканей мозга достигалась с помощью электронной микроскопии, которая основывалась на визуализации образцов, основанной на их взаимодействии с электронами. Хотя электронная микроскопия позволяла получать изображения высокого разрешения в нанометровом масштабе, она требовала фиксированных образцов, которые необходимо было физически разрезать для получения трехмерной информации. Этот метод не позволял получать динамическую информацию, что ограничивало его полезность для понимания сложных процессов в мозге.

С помощью LIONESS исследователи теперь могут погружаться в живую ткань мозга, фиксируя постоянно меняющуюся динамику клеток в режиме реального времени. Эта революционная технология открывает новые возможности для изучения неврологических заболеваний, развития мозга и влияния различных стимулов на его деятельность.

Будущее визуализации мозга

По мере развития и совершенствования LIONESS возможности ее применения становятся все более широкими. Ученые предполагают использовать эту технологию для изучения нейронных цепей, исследования влияния лекарственных препаратов на работу мозга, а также для изучения механизмов обучения и памяти.

«Возможности поистине безграничны», — говорит Велики. «LIONESS способен произвести революцию в нашем понимании мозга и проложить путь к революционным открытиям в нейронауке».

Оригинал earth-chronicles.ru