Ученые давно пытаются заглянуть в человеческий мозг, который, сколько бы его не разгадывали, по-прежнему таит в себе множество загадок и неясностей. Впрочем, некоторый прогресс в этом направлении все-таки очевиден, а не так давно нейрофизиологи из США сделали ощутимый шаг на пути к новым открытиям в изучении мозга человека. Что именно им удалось сделать и в последствии узнать, выясняли эксперты раздела «Новости медицины» портала «Биржевой лидер».
Суперпрозрачность
Американские нейрофизиологи разработали такую методику, которая позволяет сделать мозг грызунов или же других животных, а со временем и человека полностью прозрачным. Новое приобретенное свойство мозга позволяет изучать его при помощи светоимпульсов и флуоресцентных веществ. Об этом написало научное издание Nature, на которое ссылается РИА Новости.
Данная методика является плодом химической инженерии. Как заявляет Томас Инзель, участник группы исследователей из Национального института психического здоровья в Бетесде, что в Соединенных Штатах, этой методике по силам провести настоящую революцию в изучении/исследовании анатомии мозга, а также том, как сильно различные заболевания влияют, и меняет эту же анатомию мозга. Начиная с открытия этой методики, медицина сталкивается впервые с изучением самого, что ни на есть, «трехмерного» органа в организме путем использования уже не двухмерных методик исследования.
Как сообщается, группа нейробиологов из Стэнфордского университета, которую возглавил Карл Дайссерот, сумела добиться эффекта, сделав мозг подопытных крыс прозрачным, сумев, так сказать, удалять непрозрачные молекулы жиров, имеющиеся в клеточных стенках нейронов, заменяя их прозрачными наночастицами гидрогеля.
Как действует методика
Данная методика сравнима по своему принципу с процессом превращения костей, а также мягких тканей в окаменелости. С этой целью Дайссерот вместе со своими коллегами заполнял мозг жидкостью, в состав которой входят небольшие молекулы, образующие основу гидрогеля.
Этот вид молекул проникает в клеточные стенки нейронов, после чего заполняются пустые участки между молекулами жиров. После этого ученые нагревают температуру мозга до температуры тела, что приводит в действие другой процесс – мономеры гидрогеля соединяются, формируя при этом своего рода сетку, которая оплетает все мозговые клетки.
Как же действует эта сетка? Она удерживает содержимое клеток на одном месте, а это, в свою очередь, позволяет удалить все молекулы жиров из нейронов, при этом не нарушается структура их связей с другими нервами. Как только мозг «обезжирен», он становится полностью прозрачным и проницаемым для любого вида и рода молекул, таким образом, позволяя экспертам наблюдать за происходящими процессами внутри его в трехмерном виде. Ученые говорят о том, что данный факт позволит отследить за тем, какие именно химические процессы имеют место во время передачи сигналов между нейронами и внутри самих клеток. Таким образом, смысл метода состоит в том, чтобы создать искусственный скелет, которые закрепляет нужные молекулы, позволяя одновременно очистить структуру от ненужных липидов, которые, собственно, и делают ткань непроницаемой для света.
Когда ученые применили данную технологи на практике, кстати, названную CLARITY (прозрачность), ученые сумели увидеть нейронную структуру целого мозга мыши от внешних слоев коры вплоть до таких глубин, как таламус. Стало возможным проследить путь нервного волокна в полумиллиметровом срезе мозга человека. Правда, стоит обратить внимание, что для другого рода нейроанатомических методов применяемая толщина среза в 0,5 мм является непозволительно большой.
Не все так гладко
Главным недостатком нового метода является то, что им можно воспользоваться исключительно на мертвом мозге. Получается, что для того, чтобы тщательно изучить и сравнить мозг здорового человека, а также мозг больного, к примеру, аутизмом или шизофренией, нужно дождаться кончины и того, и другого. При этом нужно понимать, что ученые пока не могут ответить на вопрос, влияет ли такой метод на структуру нервной ткани. Ведь возможен и такой вариант, когда ученые наблюдают не природные биологические процессы изменения мозга, а методические артефакты. В ближайшее время ученые намерены дать ответ на этот животрепещущий вопрос.
