Ошибка!

Показать Ошибка!

Забыли пароль?

Ошибка!

Ошибка!

Скрыть Ошибка!

Скрыть Ошибка!

Забыли пароль? Напишите ваш email и мы отправим письмо с инструкциями.

Ошибка!

Обратно

Закрыть

Сверхбыстрая фотоакустическая визуализация позволяет по-новому взглянуть на работу мозга

Сверхбыстрая фотоакустическая визуализация позволяет по-новому взглянуть на работу мозга
Ученые из Университета Дьюка разработали сверхбыструю систему фотоакустической визуализации, способную фиксировать функциональные и молекулярные изменения, происходящие при основных заболеваниях головного мозга.


Методы визуализации, которые в режиме реального времени предоставляют подробную информацию о сложных церебральных сосудистых сетях, важны для расширения понимания нервно-сосудистых расстройств, таких как инсульт, деменция и черепно-мозговой травме.

Хотя позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ) и функциональная магнитно-резонансная томография (фМРТ) дают приличные изображения, они страдают от низкого пространственного разрешения, что затрудняет различение соседних структур тела и низкого временного разрешения, т. е. времени, необходимого для проведения измерений и построения образа.

Точно так же оптическая микроскопия дает изображения с высоким разрешением, но ей мешают низкая скорость визуализации и недостаточная глубина проникновения. Ультразвук с усилением микропузырьков проникает глубоко с высоким разрешением, но не обладает функциональной чувствительностью.

Альтернативный метод визуализации, фотоакустическая микроскопия (ФAM) (photoacoustic microscopy), использует импульсы лазерного света, направляемые в орган. Импульсы вызывают ультразвуковую волну, которая улавливается для формирования изображения.

Важно отметить, что ФAM может использовать лазерный свет с различной длиной волны для воздействия на определенные структуры тела, вплоть до молекулярного уровня. То есть ФAM может измерять важные гемодинамические параметры, такие как оксигенация крови, кровоток и скорость метаболизма кислорода.

Недостатком ФAM является медленное сканирование. Но эта проблема была решена исследователями Института наук о мозге Дьюка (DIBS) с разработкой сверхбыстрой функциональной фотоакустической микроскопии (СБФ-ФAM), которая работает в 2 раза быстрее, чем существующие системы ФAM.

СБФ-ФAM позволяет визуализировать микроциркуляторное русло и функционирование головного мозга с широким полем зрения и высоким пространственным разрешением, чего не хватает другим методам визуализации.

В экспериментальном исследовании ученые использовали СБФ-ФAM для успешного определения гемодинамических ответов на индуцированную гипоксию, гипотензию, вызванную нитропруссидом натрия, и инсульт в мозге мышей. СБФ-ФAM смог зафиксировать быстрые изменения всего мозга в режиме реального времени.

Эксперимент с инсультом дал неожиданный результат. СБФ-ФAM обнаружил распространяющуюся волну деполяризации, исходящую из области инсульта по всему мозгу, вызывающую сужение кровеносных сосудов (вазоконстрикцию) по мере ее распространения. Волны деполяризации представляют большой интерес для исследователей и ученых, поскольку их функция плохо изучена.


«Волны деполяризации могут указывать на уровень тяжести травмы, что делает их потенциальным диагностическим инструментом», — сказал Цзюньцзе Яо из DIBS.

«Природа волн также может дать ключ к разгадке типа и степени повреждения головного мозга, что может дать информацию и оптимизировать лечение», — сказал Яо.

В настоящее время команда Университета Дьюка рассматривает возможность использования СБФ-ФAM для изучения других заболеваний. Хотя СБФ-ФAM в настоящее время используется только на животных, Яо сообщил о планах разработать портативный СБФ-ФAM для использования на людях.

Исследование появилось в журнале Light: Science and Applications.

Комментарии:

Еще нет комментариев, станьте первым коментатором!
Войдите на зайт или зарегистрируйтесь, чтобы оставлять комментарии!
7
Причины роста популярности Астрономии и Космоса среди молодого поколения

Причины роста популярности Астрономии и Космоса среди молодого поколения

Астрономия и космос всегда привлекали внимание людей всех возрастов, но особенно ярко эта наука проявляется среди молодого поколения.

Астрономия и космос всегда привлекали внимание людей всех возрастов, но особенно ярко эта наука проявляется среди молодого поколения. Многие факторы объясняют популярность астрономии среди молодых людей: от увлекательных открытий в области космоса до влияния культурных произведений. Сериалы, фильмы и другие произведения искусства о космических приключениях играют значительную роль в формировании ...
25.02.24 17:55
0
2
e-Learning в цифрах: 6 общих фактов, много данных и прогнозы на ближайшее будущее

e-Learning в цифрах: 6 общих фактов, много данных и прогнозы на ближайшее будущее

e-Learning – это обучение с помощью цифровых технологий (Интернета, электронных устройств и специальных программ). Процесс можно организовать в аудиториях или удалённо, одновременно для целой группы или по гибкому графику для каждого.

e-Learning – это обучение с помощью цифровых технологий (Интернета, электронных устройств и специальных программ). Процесс можно организовать в аудиториях или удалённо, одновременно для целой группы или по гибкому графику для каждого. Ранее эта система была не популярна. Затем вспыхнул COVID-19, и все перешли на «удалёнку»: школы, ВУЗы, компании. Электронное обучение стало нужным в глобальном мас...
28.12.23 18:10
0
8
Энергорезонатор Neutrino Power Cube - электроэнергия под воздействием невидимого спектра излучений

Энергорезонатор Neutrino Power Cube - электроэнергия под воздействием невидимого спектра излучений

Следующим этапом на пути к отказу от ископаемого топлива станут, вероятнее всего, энергетические технологии, связанные с возможностью преобразования энергии полей материи Луи де Бройля, обладающих корпускулярно-волновыми свойствами, в электрический ток.

Следующим этапом на пути к отказу от ископаемого топлива станут, вероятнее всего, энергетические технологии, связанные с возможностью преобразования энергии полей материи Луи де Бройля, обладающих корпускулярно-волновыми свойствами, в электрический ток. Это одно из перспективных направлений в науке, дающее серьёзный шанс диверсифицировать способы получения электроэнергии, а более конкретно, одно и...
30.09.23 06:25
0
14
Возобновляются работы по возведению грандиозного километрового небоскреба

Возобновляются работы по возведению грандиозного километрового небоскреба

Для архитектуры Саудовской Аравии 2023 год оказался просто невероятным. Сначала страна подтвердила, что строительство 170-километрового (105 миль) здания The Line будет продолжено, затем раскрыла планы строительства кубовидной башни, способной вместить 20 зданий Empire State Buildings.

Теперь страна возобновила реализацию своего амбициозного плана по строительству нового самого высокого здания в мире - башни Джидда. С момента завершения строительства в 2010 году дубайская башня Бурдж-Халифа (Burj Khalifa), высота которой составляет 828 м (2 717 футов), остается самым высоким рукотворным сооружением в мире. Хотя окончательная высота башни Джидда пока неизвестна, но она значитель...
22.09.23 09:06
0
0
Лауреаты Шнобелевской премии 2023 года: празднование глупой стороны науки

Лауреаты Шнобелевской премии 2023 года: празднование глупой стороны науки

Нобелевская премия - главная награда в области науки, присуждаемая тем, кто "принес наибольшую пользу человечеству". Ig Nobel Prize, напротив, отмечает самые тривиальные и нелепые вещи, которые изучали наши лучшие и талантливые ученые.

Сегодня завершилась 33-я ежегодная церемония вручения Ig Nobel Prizes, которая в этом году полностью проходила в режиме онлайн-трансляции и сопровождалась отвратительными спецэффектами, самой нарочито жалкой в мире живой музыкой, десятками ученых с явно неоднозначным отношением ко всему происходящему и множеством дурацких шляп. Лауреаты премии 2023 года - это эксперты мирового уровня, которые про...
15.09.23 19:52
0
0
Имплантат, доставляющий лекарственные препараты, препятствует образованию рубцовой ткани

Имплантат, доставляющий лекарственные препараты, препятствует образованию рубцовой ткани

Известно о множестве медицинских имплантатов, дозирующих лекарственные препараты, но у большинства из них есть один и тот же недостаток - они в конечном итоге покрываются рубцовой тканью. Экспериментальная новинка позволяет избежать этой проблемы, поскольку меняет форму по мере формирования ткани.

Обычно иммунная система регистрирует электронный имплантат как инородное тело и реагирует на него, заключая в рубцовую ткань для изоляции. К сожалению, эта ткань закупоривает порты, через которые в устройство поступают лекарственные препараты, что в конечном итоге делает его бесполезным. Группа ученых из Университета Голуэя (Шотландия) и Массачусетского технологического института решила изменить ...
03.09.23 12:53
0
1
Антиоксиданты стимулируют рост и метастазирование рака

Антиоксиданты стимулируют рост и метастазирование рака

Новое исследование показало, что антиоксиданты, такие как витамины С и Е, активируют механизм, стимулирующий рост новых кровеносных сосудов в раковых опухолях, способствуя их росту и распространению. По словам исследователей, полученные результаты указывают на потенциальный риск приема антиоксидантных добавок, когда в них нет необходимости.

Для роста и метастазирования раковые опухоли нуждаются в постоянном притоке крови, богатой кислородом и питательными веществами. А для этого необходимо образование новых кровеносных сосудов из уже существующих - процесс ангиогенеза. Когда ткани испытывают недостаток кислорода (гипоксию), раковые клетки в пораженной области посылают химические сигналы, заставляющие эндотелиальные клетки, выстилающи...
02.09.23 14:00
0
2
Ген «долголетия» голого землекопа продлевает продолжительность жизни и здоровье мышей

Ген «долголетия» голого землекопа продлевает продолжительность жизни и здоровье мышей

Он весит около 30 грамм, проводит свою жизнь под землей в Африке к югу от Сахары и вряд ли попадет в шорт-лист каких-либо милых календарей с животными, но голый землекоп продолжает демонстрировать ученым, что под его бледным окрасом скрывается невероятная устойчивая к старению морщинистая кожа.

Ученые из Рочестерского университета некоторое время держали под прицелом голого землекопа (Heterocephalus glaber), предварительно выяснив, как его уникальные механизмы клеточного старения закладывают основу для долгой жизни – до 41 года, в течение которой самки также остаются фертильными и устойчивыми к возрастным заболеваниям. Основываясь на этих знаниях, исследователи генетически модифицировал...
24.08.23 19:04
1