신경과학자들은 울트라(Ultra)를 이용해 신경 커뮤니케이션을 조사합니다.

2023년 6월 20일

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작성자: Leibniz Institute for Photonic Technologies eV

신경 구조의 활동과 신경 세포의 상호 작용을 조사하기 위해서는 섬세한 뇌 심부 조직의 이미지를 제공하는 최소 침습 기술이 필요합니다. Leibniz IPHT가 참여하는 국제 팀이 개발한 머리카락처럼 얇은 새로운 내시경은 매우 부드럽고 심층적인 관찰을 약속하며 뇌 영역을 매우 자세하게 조사하고 심각한 질병의 시작과 진행을 연구할 수 있는 잠재력을 제공합니다. 신경 질환.

이 장비는 신경과학자들이 이러한 쇠약한 상태에 맞서기 위한 새로운 전략을 정의하는 데 도움이 될 것으로 기대됩니다. 연구자들은 Nature Communications 저널에 결과를 발표했습니다.

자폐증, 간질, 알츠하이머병, 파킨슨병과 같은 신경질환은 아직까지 잘 알려져 있지 않습니다. 따라서 이러한 질병을 예방, 치료 또는 완화하는 것은 여전히 ​​중요한 과제로 남아 있습니다. 이러한 질병의 원인과 기원을 더 잘 이해하고 맞춤형 치료법을 개발 및 모니터링하려면 뇌의 매우 깊은 구조에 흔히 위치하는 영향을 받은 신경 세포가 뇌 내에서 어떻게 행동하는지 해독하고 연구하는 것이 중요합니다. 전체 유기체의 자연적 복잡성.

신경과학자들은 작은 동물 모델에서 이러한 상태를 조사하고 최소 침습 내시경 기술을 활용하여 뇌 심부 구조를 연구합니다. 이를 위해 독일 예나에 위치한 라이프니츠 광기술 연구소(Leibniz IPHT)의 과학자들은 체코 브르노에 있는 체코 과학원 과학 장비 연구소의 복합 포토닉스 팀과 협력하여 새로운 연구를 진행하고 있습니다. 섬유 기반 접근 방식.

직경이 110마이크로미터에 불과한 내시경은 인간의 머리카락만큼 가늘기 때문에 전례 없는 조직 깊이와 세포 이하 수준의 이미지를 획득할 수 있습니다. 이를 통해 이전에는 접근이 어려웠던 뇌 깊숙한 곳에 존재하는 구조에 대한 연구를 가능하게 할 뿐만 아니라, 뇌 내 개별 뉴런의 신경 연결성과 신호 활동을 정밀하게 연구할 수 있습니다.

"내시경 시스템의 중심에는 프로브 역할을 하는 초박형 광학 유리 섬유가 있습니다. 디지털 홀로그래피를 사용하면 이를 사용하여 개별 세포와 혈관을 고해상도, 왜곡 없는 고해상도로 이미지화하고 시각화할 수 있습니다. 머리카락처럼 얇은 내시경 디자인은 주변 조직을 손상시키지 않고 극도의 무외상성 생체 내 검사를 가능하게 합니다."라고 Leibniz IPHT의 섬유 연구 및 기술 연구 부서 책임자이자 내시경 개발을 주도한 Tomáš Šižmár 교수는 설명합니다. 기구.

생체 내 신경과학 연구에 사용되는 기존 내시경 솔루션은 일반적으로 한쪽 끝에서 다른 쪽 끝으로 이미지를 전달하는 특수 막대 렌즈(GRIN)를 사용합니다. 발자국으로 인해 조직 손상의 위험이 크며 신경과학 연구의 타당성에 심각한 영향을 미칠 수 있습니다. 새로 개발된 홀로그램 내시경은 단일 다중 모드 광섬유를 이미징 프로브로 사용하여 민감한 뇌 영역을 시각화하는 최소 침습 방법으로 이러한 단점을 극복합니다.