Нанотрубки помогли заглянуть в мозг мышей

-Uw Qt1gEsM1

Ученые использовали инфракрасную флюоресценцию для получения карты сосудов микронного разрешения.

На фото: карта сосудов мозга мыши, полученная с помощью транскраниальной флюоресценции углеродных нанотрубок. Изображение: Stanford University/Hongjie Dai

Исследователи из Стенфордского университета разработали технологию, которая позволяет увидеть сосуды мозга животного без вскрытия черепа. Метод основан на инфракрасной флюоресценции углеродных нанотрубок, его описание опубликовано в журнале Nature Photonics, кратко о работе можно прочитать на сайте университета.

Для получения четкого изображения ученые использовали «окно» в ближнем инфракрасном диапазоне электромагнитного излучния с длинами волн около 1300—1400 нанометров – такие волны сравнительно неплохо проходят сквозь биологические ткани.

Чтобы получить излучение соответсвующей длины волны, ученые воспользовались флюоресценцией одностенных углеродных нанотрубок. Возбуждалась флюоресценция с помощью инфракрасного лазера, свет которого направляли на головы обритых мышей. Ответная флюоресценция нанотрубок позволяла получить изображение головы с глубиной в 3 миллиметра. При этом горизонтальное разрешение достигало 10 микрометров, то есть было достаточно для того, чтобы увидеть отдельные каппиляры мозга.

8Jl-KAwyzJY1

Флюоресценция нанотрубок возбуждается инфракрасным лазером. Изображение: Stanford University/Hongjie Dai

Мозг, как известно, кровоснабжается через поверхностные оболочки, поэтому слишком большой глубины проникновения для составления карты сосудов не требуется. Метод хорошо работает в случае мелких животных, но для человека достигнутой в работе глубины уже будет не достаточно даже для того, чтобы рассмотреть сосуды. Не говоря уже о том, чтобы рассмотеть участки нервной ткани. Авторы надеются увеличить глубину проникновения флюоресценции нанотрубок в будущем, однако как это можно сделать, пока не ясно.

Методы мониторинга мозговой активности имеют принципиально важное значение для развития нейробиологии, однако обычно они (например, КТ и МРТ) имеют довольно низкое разрешение. Недавно созданный метод CLEAR позволяет сделать мозг прозрачным, за счет чего становится возможным поклеточный анализ анатомии и функциональных связей между нейронами. К сожалению, этот метод может работать только с препаратами мертвых животных, поэтому для мониторинга мозговой деятельности «вживую» требуются новые технологии.