Immagine: Baris Ozbay esamina il microscopio a scansione laser
Un gruppo di neuroscienziati e bioingegneri dell’University of Colorado Anschutz Medical Campus, hanno creato un prototipo di microscopio a fibra ottica, progettato per scrutare in profondità all’interno di un cervello vivente.
I ricercatori, tra cui scienziati University of Colorado Boulder, hanno pubblicato i dettagli del loro microscopio rivoluzionario, nell’ultimo numero dell’ Optics Letters Journal.
” I microscopi attuali penetrano solo circa un millimetro nel cervello, ma quasi tutto quello che vogliamo vedere è più in profondità”, ha detto il Prof. Diego Restrepo, PhD, primo autore dell’articolo e Direttore del Center for NeuroScience al CU Anschutz.
Il microscopio, a scansioni laser, un prototipo che sarà ulteriormente raffinato, utilizza fibre ottiche e una piccola lente elettrowetting. Rispetto ad altre piccole lenti di focalizzazione, è veloce e non sensibile al movimento. Questo gli permette di concentrarsi in modo affidabile, sul tessuto vivente. Allo stesso tempo, la lente permette un rapido spostamento di messa a fuoco con l’applicazione di energia elettrica attraverso due liquidi diversi che in cambia la curvatura della lente.
Il microscopio, circa mezzo pollice di diametro, può essere montato direttamente sulla testa di un topo. L’animale può muoversi liberamente, mentre un sottile cavo di fibra ottica permetterà agli scienziati di guardare dentro il suo cervello e di monitorare le reazioni a determinati stimoli.
Ciò significa che le parti del cervello vivente come l’amigdala che era stata praticamente off-limits per i microscopi, sarà presto visibile in tempo reale con immagini 3D ad alta risoluzione.
” L’utilizzo di metodi ottici per stimolare e registrare l’attività dei neuroni sarà il futuro della ricerca neuroscientifica”, da detto Baris Ozbay, uno studente dottorando in bioingegneria presso la CU Anschutz e autore principale dello studio. ” La maggior parte dei ricercatori stanno cercando di adattare grandi microscopi esistenti che hanno problemi con il movimento. La soluzione è quella di mettere il microscopio sul topo piuttosto che mettere il topo sul microscopio”.
Emily Gibson, PhD, assistente professore di bioingegneria presso CU Anschutz e autore senior dello studio, ha detto che il microscopio apre un nuovo mondo agli scienziati.
“Siamo ora in grado di misurare una grande regione e osservare più neuroni,” ha spiegato il ricercatore. “Per esempio, possiamo vedere fino a 100 neuroni contemporaneamente, a differenza dei forse 10 del passato”.
Tutto questo ha potenziali applicazioni umane.
“La capacità di vedere sotto la superficie del cervello offre nuovi e potenti metodi per studiare la funzione del cervello”, ha detto Restrepo, un professore di biologia cellulare e dello sviluppo. “E ci aiuterà a capire le malattie del cervello e formulare nuove terapie”.
Altre possibilità di utilizzo del rivoluzionario dispositivo, includono:
- Screening di farmaci mirati per disturbi cerebrali specifici.
- Permettere ai neurochirurghi di ottenere immagini di piccole aree cerebrali come quelle mirate per il trattamento della malattia di parkinson.
- La conduzione ottica, in situ, per biopsie per la diagnosi di tumori cerebrali.
- Esame del collegamento tra danno neurale e protesi di controllo.
La ricerca è stata resa possibile da una sovvenzione di un milione di dollari dalla National Science Foundation.
Fonte: http://www.sciencenewsline.com/articles/2015051219090049.html
