นักวิทยาศาสตร์ UvA สร้าง 3D ขึ้นใหม่อย่างละเอียดของสมองมนุษย์

การทำแผนที่ที่สมบูรณ์ของสมองมนุษย์เป็นเป้าหมายสำคัญของกายวิภาคศาสตร์ตั้งแต่เริ่มต้น เทคนิคการถ่ายภาพแบบไม่รุกราน เช่น MRI ช่วยให้ตรวจสมองที่มีชีวิตได้ แต่มีรายละเอียดทางกายวิภาคในจำนวนที่จำกัด สามารถดูรายละเอียดเพิ่มเติมได้โดยดูที่สมองด้วยกล้องจุลทรรศน์ แต่สิ่งนี้เป็นไปได้เฉพาะกับสมองของผู้ตายเท่านั้น การรวม MRI และกล้องจุลทรรศน์ได้พิสูจน์แล้วว่าเป็นแรงผลักดันทางวิทยาศาสตร์ นักวิทยาศาสตร์ UvA ร่วมกับทีมนานาชาติ ได้ประสบความสำเร็จในการปิดช่องว่างนี้ ผลลัพธ์ที่ได้คือภาพ 3 มิติของสมองทั้ง 2 ข้างที่มีรายละเอียดในระดับที่ไม่เคยมีมาก่อน ผลลัพธ์ถูกตีพิมพ์ในวันพุธที่ 27 เมษายนในวารสาร Science Advances

นักวิจัย UvA ได้ร่วมมือกันมานานกว่าห้าปีเพื่อเชื่อมช่องว่างระหว่าง MRI ที่สูงเป็นพิเศษกับวิธีการทางกล้องจุลทรรศน์เพื่อสร้างภาพสมอง สมองมนุษย์สองชุดที่บริจาคให้กับวิทยาศาสตร์ถูกนำไปใส่ในเครื่องสแกน MRI เป็นเวลา 21 ชั่วโมง จากนั้นจึงหั่นและตรวจดูด้วยกล้องจุลทรรศน์ ข้อมูลการศึกษาจาก MRI และกล้องจุลทรรศน์ถูกรวมเข้าด้วยกัน ทำให้ได้ภาพสมองที่ช่วยให้การศึกษามีรายละเอียดในระดับ 200 มม. (0.2 มม.)

ผ่าสมองเสมือนจริง
Anneke Alkemade สมาชิกทีม UvA กล่าวว่า “เรารู้สึกตื่นเต้นกับความคิดริเริ่มใหม่ที่จะทำให้ผลลัพธ์ของเราเป็นไปได้ “ครูสามารถใช้ชุดข้อมูล เช่น สำหรับการฝึกประสาทกายวิภาคศาสตร์และการผ่าสมองเสมือน และความสามารถในการเปรียบเทียบผลลัพธ์ของ MRI กับโปรตีนเฉพาะที่มองเห็นได้ด้วยกล้องจุลทรรศน์ช่วยให้นักวิจัยเข้าใจมากขึ้นในการสังเกต MRI ที่เข้าใจได้ไม่ดี รวมถึงการให้รายละเอียดทางกายวิภาคมากขึ้นในโครงสร้างสมองขนาดเล็ก

ภาพต่อภาพ
นักวิจัยใช้ระบบ MRI แบบสนามสูงพิเศษ 7 ระบบของเทสลา มีแม่เหล็กที่แรงกว่าระบบ MRI ที่ปกติใช้ในโรงพยาบาล ซอฟต์แวร์ MRI ได้รับการตั้งโปรแกรมโดยนักวิจัยโดยเฉพาะสำหรับการศึกษาโดยคำนึงถึงความแตกต่างระหว่างเนื้อเยื่อที่มีชีวิตและเนื้อเยื่อที่เก็บรักษาไว้ ระหว่างการแบ่งส่วนเนื้อเยื่อ สมองแต่ละซีกจะถูกถ่ายภาพแยกกัน เพื่อที่จะสามารถนำมาใช้ในการแก้ไขแบบดิจิทัลสำหรับเนื้อเยื่อที่ผิดรูปในสไลด์ด้วยกล้องจุลทรรศน์ สมองชิ้นถูกลากบนสไลด์แก้วสั่งพิเศษและประมวลผลด้วยอุปกรณ์ห้องปฏิบัติการที่กำหนดเอง

หลังจากแปลงข้อมูลด้วยกล้องจุลทรรศน์ทั้งหมดเป็นดิจิทัลแล้ว นักวิจัยได้พัฒนาอัลกอริธึมใหม่เพื่อแก้ไขการเสียรูปของเนื้อเยื่อที่เกิดจากการตัดและการย้อมสีเนื้อเยื่อ หลังจากหลายสัปดาห์ของการคำนวณแบบไม่หยุดหย่อน ในที่สุดทีมก็สามารถสร้างแบบจำลอง 3 มิติเต็มรูปแบบของสมองทั้งสองชุดที่ได้รับบริจาคได้

เปิดวิทยาศาสตร์
ตามหลักการของวิทยาศาสตร์แบบเปิด ทีมงานได้เผยแพร่ข้อมูลทั้งหมดอย่างเสรี นักวิทยาศาสตร์และสถาบันวิจัยที่สนใจทั่วโลกสามารถเดินทางผ่านการสร้าง 3 มิติของสมองมนุษย์ได้แล้ว

ชมการสร้าง 3 มิติ

รายละเอียดการโพสต์
Anneke Alkemade, Pierre-Louis Bazin, Rawien Balesar, Kerrin Pine, Evgeniya Kirilina, Harald Moller, Robert Trampel, Johan Kros, Max Keuken, Ronald Bleys, Dick Swaab, Andreas Herrler, Nikolaus Weiskopf และ Birte Forstmann: “แผนที่ 3 มิติแบบครบวงจรของ สถาปัตยกรรมขนาดเล็กและ MRI ของสมองมนุษย์” ใน: Science Advances (27 เมษายน 2022) ดอย: 10.1126/sciaadv.abj7892

บทความนี้เป็นโพสต์ที่ส่งมาและไม่ใช่ความรับผิดชอบของบรรณาธิการ

(Visited 1 times, 1 visits today)

Be the first to comment

Leave a comment

Your email address will not be published.


*