Материал портала ядерных знаний BelNET
статья/документ по запросу ресурса "1517"
Новости DESY - Рентгеновские лучи проливают новый свет на болезнь Альцгеймера На сайте немецкого исследовательского центра DESY (DEUTSCHES ELEKTRONEN-SYNCHROTRON) опубликована статья "X-rays throw new light on Alzheimer's" - "Рентгеновские лучи проливают новый свет на болезнь Альцгеймера".
Исследование выявляет неизвестные изменения в нервной ткани пациентов. Какие изменения происходят в частях мозга, пораженных нейродегенеративным заболеванием? Как меняется структура нейронов? Некоторые патологические изменения в ткани легко выявить с помощью стандартной микроскопии. Например, белковые отложения, известные как «бляшки», которые возникают при болезни Альцгеймера, можно увидеть с помощью методов окрашивания. Однако патологические изменения могут иметь более тонкий характер и их легко пропустить, если не будет проведена полная оцифровка и анализ трехмерной структуры. Исследователи из Университета Геттингена и Медицинского центра Университета Геттингена нашли новую технику для измерения и количественной оценки архитектуры нервной ткани в трех измерениях и с высоким разрешением с помощью чрезвычайно яркого рентгеновского источника DESY PETRA III. Результаты, которые позволили им идентифицировать изменения в нейронах при болезни Альцгеймера, опубликованы в Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). Команда разработала специальный метод рентгеновской визуализации, который позволил jбнаружить ранее неизвестный переход в ядрах нервных клеток в образцах тканей гиппокампа пациентов с болезнью Альцгеймера. Изменения указывают на измененную активность нейронов. Ученые исследовали нейронную ткань гиппокампа, области мозга, где воспоминания передаются из кратковременной памяти в долговременную. Химически закрепленные образцы тканей шириной всего несколько миллиметров сначала подверглись рентгеновскому облучению с помощью фазово-контрастной томографии. Исследователи использовали специальный фазово-контрастный томограф, который был установлен на канале P10 PETRA III. Томограф можно использовать для получения изображений тканей, которые только слабо поглощают рентгеновские лучи или совсем не поглощают. Это означало, что большие объемы ткани можно было регистрировать полностью, без повреждения образцов и без трудоемкой подготовки. Для этого трехмерное изображение из сильно увеличенных проекций необходимо сначала сфокусировать на компьютере с помощью специальных алгоритмов, чтобы получить трехмерное изображение с размерами пикселей в диапазоне одной десятитысячной миллиметра. Используя этого «цифрового двойника» образца, машинное обучение можно затем использовать для идентификации нейронов - возбудимых клеток, которые используют электрические импульсы и химические сигналы для передачи информации между различными областями мозга. Используя новые математические методы из «теории оптимального переноса» можно было сравнивать популяции клеток разных людей друг с другом без необходимости определять, какие гипотезы использовались или были ли образцы принадлежали определенной группе пациентов. Сравнение структурных характеристик относилось не только к средним значениям соответствующих нейронов, но и к каждой из обнаруженных клеток каждого человека. Новые результаты показывают, что при болезни Альцгеймера ядра клеток в подсекции гиппокампа становятся более компактными и содержат больше смеси различных структур. Это приводит к увеличению доли плотно упакованной ДНК в ядре клетки и к тому, что ДНК считывается реже. Еще предстоит выяснить, играют ли наблюдаемые изменения в ядре клетки причинную роль в развитии заболевания. Полностью со статьей можно ознакомиться здесь. Ссылка на оригинальную статью, которую можно прочитать свободно: M. Eckermann et al. Three-dimensional virtual histology of the human hippocampus based on phase-contrast computed tomography. Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), 2021; DOI: 10.1073/pnas.2113835118. Загрузить:
|
Вход, регистрация
