Свет и звук: как новый микроскоп позволяет заглянуть внутрь мозга без вреда для него

Учёные из Массачусетского технологического института разработали микроскоп, который позволяет безопасно изучать глубоко расположенные участки мозга. Об этом сообщает журнал Light: Science and Applications. Новая технология сочетает в себе свет и звук, создавая изображения без использования красителей или хирургического вмешательства.

Классическая микроскопия имела ряд ограничений: увидеть глубокие структуры мозга, такие как гиппокамп, можно было только с помощью красителей или путём повреждения тканей. Метод Массачусетского технологического института решает эту проблему. В основе разработки лежит трёхфотонная фотоакустическая визуализация: лазер посылает мощные короткие импульсы с увеличенной длиной волны, которые проникают в ткань и вызывают тепловое расширение молекул. Возникают ультразвуковые колебания, которые улавливаются датчиком и преобразуются в изображения с высокой точностью.

Система показывает не только структуру, но и активность клеток. Учёные визуализировали молекулы NAD(P)H — важный индикатор обмена веществ и работы нейронов. Технология также позволяет увидеть белок GCaMP, отражающий кальциевую активность. Метод успешно протестировали на трёхмерных органоидах и срезах мозга мышей толщиной до 0,7 мм.

Разработка открывает новые перспективы в нейрохирургии и диагностике заболеваний, включая болезнь Альцгеймера и судорожные расстройства. "Мы хотим, чтобы процесс наблюдения был максимально точным и не нарушал работу тканей", — отметил соавтор исследования Тацуя Осаки. Эта технология может стать важным инструментом в медицине будущего.