Přesné zobrazení mozku. Holografický endoskop vědců z Brna umí zachytit i komunikaci neuronů
Podívat se do hlubin mozku. To dokáže holografický endoskop. Nový přístroj vyvinuli brněnští výzkumníci z Ústavu přístrojové techniky Akademie věd. Experti díky němu mohou nejen detailně pozorovat mozkové buňky, tedy neurony, ale i jejich vzájemnou komunikaci. O práci vyšel článek v prestižním časopisu Nature Communication. Metoda má dle brněnských expertů velký potenciál pro studium a analýzu neurodegenerativních onemocnění.
„Tady se díváme na optickou sestavu. Jsou to vlastně takové větší puzzle. Jsou to mechanické součásti, z kterých se to skládá jako z lega,“ popisuje vědkyně Hana Uhlířová z Ústavu přístrojové techniky Akademie věd České republiky holografický endoskop, který vypadá jako několikapatrová garáž pro autíčka. Nové zařízení by mohlo znamenat revoluci v zobrazování mozku.
Poslechněte si reportáž o holografickém endoskopu, který vyvinuli vědci z Brna.
„Vezměte si třeba klidnou hladinu rybníka, na kterou poskládáte obrázek smajlíka ze skořápek. Na klidné hladině obrázek zůstane zachovaný. Pak vteče do potoka, kde jsou kameny, různé víry. Každá skořápka cestuje jinou rychlostí, různě mění směr, přeskakuje peřinky a na konci potoka je zase klidná hladina, a to my pozorujeme,“ přibližuje cestu laserového paprsku vědec z brněnského Ústavu přístrojové techniky Akademie věd Petr Jákl.
Světlo putuje optickou sestavou složenou z tisíců zrcátek. Každé z nich je veliké jen asi jako červená krvinka. Putuje až na konec sondy, která se zasouvá do mozku.
„Jde o to, aby sonda byla co nejtenčí. To, jak je tenká, ale omezuje zorné pole, takže je to nějaký kompromis,“ dodává Uhlířová.
Samostatnou kapitolou je podle vědců výroba sond. Vlákno, které je tenčí než lidský vlas, se musí upravit, nalámat na přesnou délku a také zabrousit a zaleštit.
Zbavení se překážek
Celý systém vynalezeného holografického endoskopu znamená o dost lepší zobrazení mozku, nemá totiž tolik překážek. Stejně jako třeba teleskopy na oběžné dráze Země vidí víc věcí, než pozemské dalekohledy.
„Pozemní teleskopy zkoumající hvězdy mají při cestě překážky: mraky, atmosféru a podobně. Mikroskop, když se podíváte na nervovou tkáň, tak má při cestě také překážky: vrstvy buněk, které jsou po cestě k pozorovanému neuronu,“ přibližuje Jákl.
Mírnější epilepsie, deprese či Tourettův syndrom. Naději v podobě neurosteroidů zkoumají i čeští vědci
Číst článek
„Tím, že se přenesl teleskop na oběžnou dráhu, jsme se zbavili atmosféry, a tím, že jsme přenesli vláknem pozorování dovnitř, tak jsme se zbavili vrstvy buněk, která překážela v cestě,“ uzavírá vědec Jákl vesmírnou analogii.
Odborníci sledují buňky na uspaných myších. Neurovědci zvířecí modely upravili tak, aby v pozorovaných částech těla hlodavců byly i fluorescenční buňky, které světélkují, a i díky tomu byly dokonale vidět.
„Tak se můžeme podívat nejenom na neurony, ale také na cévy. Lze vidět strukturu, ale i funkci. Fluorescenční protein se totiž dá navázat i na signalizační molekuly. A potom změnou intenzity signálu vidíme, jak si buňky mezi sebou povídají, jak si předávají signály,“ upřesňuje vědkyně Uhlířová.
Metoda by mohla být podle vědců využita k léčbě nervových onemocnění u lidí.
„Nervové procesy v savcích jsou poměrně podobné. S tím, jak se prodlužuje délka života, se celý svět trápí s nemocemi jako je Alzheimerova či Parkinsonova choroba a podobně. Takže některé závěry ze studování myší nebo hlodavců se dají přenést i do lidské medicíny,“ dodává Jákl.
O přístroj už mají zájem vědci z různých laboratoří, kde se výzkumy mozků zabývají.
