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照亮大脑内部密集交织的神经纤维

通过散射光成像 (SLI) 可以很容易地解开复杂的大脑神经纤维网络:Delft、Jülich(德国)和斯坦福大学(美国)的研究人员成功地将光和 X 射线散射与 MRI 结合起来,以辨别神经纤维轨迹,也在纤维高度缠结的区域。

SLI 以最详细的方式揭示轨迹,同时比 X 射线和 MRI 技术更快、更便宜。这种详细的映射对于更好地了解神经纤维在大脑内部的连接方式至关重要。该研究发表在eLife杂志上。

大脑中的不同区域通过数十亿条神经纤维相互连接。这些连接对于正常的大脑功能至关重要。对所有神经连接的综合图的探索关键取决于可以解开这些纤维的成像技术,其中大部分只有大约一微米薄。

特别具有挑战性的是神经纤维密集且高度交织的区域。代尔夫特理工大学成像物理系助理教授 Miriam Menzel 开发了 SLI 技术来研究此类光纤星座:

“我们通过发丝般薄的大脑切片以不同角度照射光线,并分析由此产生的散射模式。我们不是在拍摄神经元或突触的照片;我们想知道它们是如何连接的。这对于理解大脑功能和功能障碍很重要”

更方便、更便宜、更快捷

小角度 X 射线散射 (SAXS) 是材料科学中的一种既定方法,用于研究同步加速器如何组织不同的结构,而扩散磁共振成像 (dMRI) 是临床中可视化三维神经的一项重要技术大脑的纤维网络。

“我们现在已经表明,SLI 数据与检查的脑切片中来自 SAXS 和 dMRI 的数据一致,但 SLI 提供比 dMRI 更高的分辨率,并且比其他技术更容易获得、更便宜和更快。这是一个重要的里程碑,”Menzel说。“我们可以在几秒钟内使用简单的 LED 光源和相机进行 SLI 测量,既不需要数百万的同步加速器也不需要 MRI 扫描仪。作为便携式系统,它可以很容易地安装在病理实验室中以协助临床研究。 “

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