Наука. Новый микроскоп. Наблюдейние за нейронами

[MasterGH]

Исследователям института неврологии Макса Планка (Max Planck Florida Institute for Neuroscience) и университета Каназава (Kanazawa University) (Япония) удалось получить изображения структурной динамики живых нейронов с беспрецедентным пространственным разрешением

 

 

 

— Атомно-силовая микроскопия (АСМ) является ведущим инструментом для работы с изображениями, измерения и манипулирования материалами с атомным разрешением — порядка долей нанометра.

— АСМ получает изображения топографии поверхности структуры буквально «трогая» поверхность, сканируя очень тонкой иглой (диаметр кончика около 5 нм, 1/100 длины световой волны или 1/10000 волоса)

— Эта технология применяется для получения изображения твердых материалов. Но было трудно применять АСМ для мягких и больших образцов таких, как эукариотические клетки и нейроны, не повреждая образец. Кроме того, получение изображений обычным АСМ слишком медленно, чтобы захватить быстрые изменения клеточной морфологии.

— Эта новая система позволяет анализировать изменения морфологии в ~20-100 раз быстрее стандартного светового микроскопа

Ученые, разрабатывая технологию скоростной съемки (long-tip high-speed, LT-HS-AFM) нашли способ избежать повреждения биологических образцов. Они использовали чрезвычайно длинный и острый зонд, закрепленный на гибкой пластине, такая мягкая и податливая консоль нового микроскопа обеспечивает минимальное давление зонда на образец. А управляет перемещениями наконечника зонда быстродействующая оптическая система, срабатывающая с частотой 800 кГц (тысяч раз в секунду).

 

 

При помощи созданного ими устройства ученые смогли получить череду снимков, позволяющих отследить динамику структурных изменений поверхности клеток, так называемый процесс морфогенеза, процессы формирования мембранной ряби, формирования впадин и другие изменения, вызванные принудительной стимуляцией различного типа.

В самом ближайшем будущем мы планируем на основе уже имеющейся технологии создать технологию визуализации морфологии синапсов в режиме реального времени, получив при этом суб-нанометровую разрешающую способность" — рассказывает Риохеи Ясуда (Ryohei Yasuda), ученый из института Макса Планка, — «Эти данные имеют очень большое значение для современной науки, ведь изменения морфологии синапсов являются основой синаптической пластичности, основой нашей памяти и познавательной функции. Исследуя эти процессы, мы сможем узнать много нового о том, как нейроны хранят информацию, и это, в конечном счете, поможет нам вплотную подойти к возможности генерирования искусственных воспоминаний, мгновенного обучения и многих других вещей, которые пока являются лишь фантастикой...

 

* Более полное описание с другими картинками ниже по ссылке

 

Источник