Un sistem inovator de imagistică 3D surprinde crizele epileptice în timp real
O criză epileptică reprezintă o undă bruscă și copleșitoare de energie electrică ce traversează creierul în câteva secunde, ceea ce face aproape imposibilă capturarea completă a originii, mișcării și opririi acestor impulsuri electrice.
Un grup de cercetători de la Universitatea din Georgia a dezvoltat un nou sistem de imagistică cu foaie de lumină de înaltă rezoluție, suficient de rapid pentru a documenta crizele epileptice în 3D, în timp real.
Utilizând larve de pești-zebru, un model animal standard în cercetarea neuroștiințifică, cercetătorii au surprins imagini ale unei crize care se desfășura în creier.
Imaginile arată că criza a început în partea din spate a creierului și s-a deplasat spre partea din mijloc a creierului, numită tectum optic, care procesează informațiile vizuale. Această regiune controlează mișcarea ochilor și gestionează reacțiile animalului la ceea ce vede. Activitatea electrică scade treptat pe parcursul câtorva secunde.
Studiul este printre primele care oferă un videoclip 3D de înaltă rezoluție al unui eveniment de criză de la început până la sfârșit.
„Creierul este evident tridimensional, astfel că atunci când folosești imagistica 2D, nu totul va fi vizibil pe acel singur plan 2D”, a declarat Peter Kner. „Dacă te uiți la un plan 2D, începi să te întrebi: „Am surprins cu adevărat totul?””
Analiza acestor imagini în 3D ar putea oferi perspective noi asupra modului în care se formează și se propagă crizele. Propagarea crizei se referă la modul în care activitatea crizei începe într-o parte a creierului și se răspândește în alte zone. Acest lucru, la rândul său, ajută cercetătorii să înțeleagă cum funcționează creierul.
O mai bună înțelegere a funcționării creierului ar putea conduce la noi tratamente pentru bolile și tulburările cerebrale, a mai spus Kner.
Microscopul cu foaie de lumină folosește o fâșie subțire de lumină pentru a ilumina o singură secțiune a unui eșantion la un moment dat. Această tehnologie funcționează bine pe organisme vii, deoarece oferă imagini clare, rapide și cu un fundal redus, permițând urmărirea rapidă a proceselor complexe, cum ar fi activitatea cerebrală.
Noua tehnică de microscopie se bazează și pe optica adaptivă, o tehnologie dezvoltată inițial pentru utilizarea în astronomie.
„Când te uiți la stelele de pe cerul nopții, acestea par să twinkle pentru că atmosfera distorsionează imaginea”, explică Kner. „Arată frumos, dar nu este ideal pentru astronomi, deoarece nu obțin o imagine clară. Tehnologia optică adaptivă corectează acest lucru.”
O problemă similară apare în imagistica cerebrală din cauza țesuturilor prin care trece lumina. Pe măsură ce lumina străbate țesutul, calea sa este distorsionată, iar imaginile devin neclare. Utilizarea opticii adaptive permite cercetătorilor să obțină o imagine mai clară.
„Întotdeauna vrei cea mai clară imagine pe care o poți obține”, a declarat Kner. „Întregul domeniu al imagisticii este cu adevărat fascinant în acest moment. Microscoapele există de aproximativ 1650, așa că te întrebi ce ar putea fi nou?”
„Dar există multe domenii în care acest domeniu poate evolua.”
