تصویربرداری نوری در تحقیقات علوم اعصاب شناختی

سهولت تصویربرداری در مراحل مختلف تحقیقات علوم اعصاب شناختی با دستاوردهای گروه پیشران نورواپتیک دانشگاه شهید بهشتی
0 4

دستاورهای محققان ایرانی در حوزه تصویربرداری نوری و میکروسکوپی

محققان و پژوهشگران ایرانی گروه پیشران نورواپتیک در دانشگاه شهید با حمایت ستاد توسعه علوم و فناوری شناختی موفق به بهره برداری از چند نمونه تجهیزات آزمایشگاهی شدند.

دستگاه تصویربرداری نوری جدید و دستگاه اپتوژنتیک از جمله دستاوردهای این گروه تحقیقاتی بوده است. اولین طرح گروه پیشران نورواپتیک با عنوان توسعه کاربرد ابزار اپتوژنتیک در علوم شناختی در سال 1395 به تصویب رسید. از اهداف تشکیل این گروه، توسعه ابزار مطالعه علوم اعصاب شناختی است.

اهمیت تحقیقات حوزه ابزار و تجهیزات آزمایشگاهی

ابزار آزمایشگاهی به خصوص تجهیزات مشاهده و تصویربرداری از جمله مواردی هستند که وجود آن ها جهت پیشرفت امور محققان کشور، لازم و حیاتی است. در همین زمینه و در سال جاری دستاوردهای نوآورانه ای همچون انواع میکروسکوپ ها و دستگاه تصویربرداری سه بعدی FTM در این حوزه، توسط چند گروه تحقیقاتی در کشورمان رونمایی شد که موفقیت‌های گروه پیشران دانشگاه شهید بهشتی از جمله آن ها می‌باشد.

موفقیت های گروه تحقیقاتی پیشران نورواپتیک

تصویربرداری نوری از مغز با روش سیگنال ذاتی  Intrinsic Optical Signal Imaging

دستگاه تصویربرداری نوری از مغز جدید ساخته پژوهشگران ایرانی، امکان تصویربرداری نوری از مغز با روش سیگنال ذاتی یا همان Intrinsic Optical Signal Imaging را برای کاربر فراهم می کند.

اندازه گیری تغییر میزان اکسیژن اشباع خون و در نتیجه آن، ارائه نقشه فعالیت اعصاب در سطح قشر مغز، از دیگر قابلیت‌های این دستگاه است. با استفاده از دستگاه تصویربرداری نوری جدید، دیگر مانند دیگر روش‌ها نیازی به استفاده از مواد شیمیایی نبوده و تصویربرداری با نازک کردن جمجمه امکان پذیر خواهد بود.

در واقع با این روش قدرت تفکیک فضایی 50 میکرومتر و قدرت تفکیک زمانی 1 ثانیه می باشد.

تصویربرداری نوری از مغز به روش استفاده از رنگدانه های حساس به ولتاژ Voltage-Sensitive Dye Imaging

امکان بهره گیری از دستگاه تصویربرداری نوری از مغز به روش استفاده از رنگدانه های حساس به ولتاژ یا Voltage-Sensitive Dye Imaging نیز وجود دارد. با استفاده از این روش می‌توان تغییرات پتانسیل غشای نورونی را اندازه گرفت.

در روش مذکور، رنگدانه های فلورسنت مورد استفاده به تغییرات پتانسیل محیطی حساس است و می‌تواند در ابعاد یک نورون تا مجموعه‌ای از نورون در سطحی بزرگ، مثلا چندین میلی متر مربع، تغییرات پتانسیل غشای نورون‌ها را نشان دهد.

همچنین می‌توان از فعالیت‌های سطح مغز فیلم تهیه نمود. کاربرد این روش در مورد نمونه‌های زنده بیهوش، برش مغزی و یا نمونه‌های کشت شده بوده و قدرت تفکیک فضایی آن 50 میکرومتر و قدرت تفکیک زمانی در آن 1 میلی ثانیه خواهد بود.

تصویربرداری نوری به روش اسپکل لیزری یا Laser Speckle Contrast Imaging

تصویربرداری نوری به روش اسپکل لیزری یا Laser Speckle Contrast Imaging که جهت اندازه گیری جریان خون در سطح مغز مورد استفاده قرار می‌گیرد نیز از دیگر موفقیت‌های این گروه تحقیقاتی بوده است. در روش مذکور جهت تهیه نقشه جریان خون روی مغز و مشاهده برخط جریان خون یا انسداد رگ‌ها، از اثر تارشدگی اسپکل لیزر بهره گرفته می‌شود.

تکنیک اپتوژنتیک

تکنیک اپتوژنتیک نیز که جهت تحریک و کنترل سیستم های عصبی از طریق دستکاری‌های سیستم‌های عصبی و حساس نمودن  سلول های عصبی به نور استفاده می‌شود، از جمله دیگر موفقیت هایی است که گروه پیشران نورواپتیک با رسیدن به تکنیک آن، بدان دست یافته است.

انجام همزمان تحریک نوری و ثبت الکتروفیزیولوژی از قابلیت‌های این دستگاه است که قابلیت استفاده در مورد حیوانات در حال حرکت یا بیهوش را به آن می‌دهد.

در این روش از اپسین‌های تحریکی چنلو رودوپسین Channelrhodopsin در طول موج نوری آبی و مهاری هالو رودوپسین Halorhodopsin در طول موج نوری نارنجی بهره گرفته می شود.

میکروسکوپ لیزری کانفوکال با 4 طول موج و میکروسکوپ نوری با تابش طرح دار یا SIM

طراحی و تولید میکروسکوپ لیزری کانفوکال با 4 طول موج نیز با همت این گروه در دانشگاه شهید بهشتی صورت گرفته است و امکان ارائه خدمات محدود توسط این گروه وجود دارد. میکروسکوپ نوری با تابش طرح دار یا SIM نیز که جهت تصویربرداری سوپر رزولوشن استفاده می‌شود، در مراحل تحقیقات نهایی به سر می‌برد.

دکتر حسین عزیزی، کارشناس ارشد ستاد توسعه علوم و فناوری‌های شناختی اظهار دارد که محققان علوم اعصاب شناختی کشور، قادر به استفاده از دستگاه‌های تصویربرداری نوری از مغز جدید و اپتوژنتیک، جهت انجام تحقیقات خود خواهند بود. همچنین بخشی از هزینه آن نیز توسط ستاد توسعه علوم و فناوری های شناختی پرداخت خواهد شد.

منبع:

yon.ir/cFqcd

ارسال یک پاسخ

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.