Seneste talte i hjulet driver hjernekortlægningsfremskridt

Fremskridt inden for mikroskopiteknikker har ofte udløst vigtige opdagelser inden for neurovidenskab, muliggøre vital indsigt i forståelse af hjernen og lovende nye behandlinger for neurodegenerative sygdomme som Alzheimers og Parkinsons. Et særligt afsnit om "Superopløselig mikroskopi af neural struktur og funktion" i det aktuelle nummer af tidsskriftet Neurofotonik , udgivet af SPIE, det internationale samfund for optik og fotonik, beskriver dette arbejde i rapporter om banebrydende ny forskning og anmeldelser.

Begyndende med Golgi -teknikken i slutningen af ​​1800 -tallet, til elektronmikroskopi i 1950'erne, til fluorescerende konfokal og to-foton mikroskopi i slutningen af ​​det 20. århundrede, mikroskopiteknikker har drevet vigtige gennembrud inden for neurovidenskab, bemærk gæstredaktører Valentin Nägerl og Jean-Baptiste Sibarita fra Université de Bordeaux og CNRS i deres redaktionelle for specialafsnittet.

"Ved at levere højere rumlige og tidsmæssige opløsninger, samt mere kontrast og specificitet, disse banebrydende teknikker har i høj grad informeret vores syn på, hvordan hjernen fungerer, "skriver redaktionen.

Superopløselig fluorescensmikroskopi "er den seneste eger i det revolutionerende hjul, "bemærker gæstredaktionen." Anerkendt med Nobelprisen i kemi i 2014 for at overvinde diffraktionsbarrieren for lysmikroskopi, det låser op for et nyt potentiale for at styrke biologisk forskning på molekylært niveau. Ti år efter deres udvikling i en håndfuld laboratorier, superopløsningsmikroskopiteknikker har fanget som en løbeild og bruges nu rutinemæssigt i et stort antal biologilaboratorier. "

Selvom superopløsningsmikroskopi er en relativ nylig tilføjelse til arsenalet af værktøjer til rådighed til neurovidenskabelig forskning, sagde chefredaktør for Neurophotonics David Boas fra Massachusetts General Hospital, Harvard Medical School, "bredden af ​​effektive applikationer vokser hurtigt. Denne særlige sektion giver et øjebliksbillede af denne vækst med en samling spændende papirer, der illustrerer bredden af ​​applikationer."

Artikler i afsnittet, mange af dem tilgængelige via åben adgang, hjælpe med at validere og vurdere nye teknikker ved at sammenligne dem med mere etablerede metoder. Blandt dem:

I "Fyldning af hullet:tilføjelse af superopløsning til array tomografi til korreleret ultrastrukturel og molekylær identifikation af elektriske synapser ved C. elegans connectome, "Sebastian Matthias Markert fra University of Würzburg og medforfattere beskriver en ny metode til at korrelere molekylær information med ultrastrukturel kontekst. Deres mål er at give forskere mulighed for at dissekere de molekylære underlag for den ultrastrukturelle organisation og funktion af elektriske synapser præcist og sikkert.

Fremstilling af nanoskala-kort over proteinorganisation på celleoverflader eller inden for organeller er et andet spændende perspektiv i superopløselig mikroskopi. I "Tælling af antal synaptiske proteiner:absolut kvantificering og enkeltmolekyle billeddannelsesteknikker, "Angela Patrizio og Christian Specht fra École Normale Supérieure beskriver, hvordan enkeltmolekylebaserede mikroskopiteknikker giver uovertrufne muligheder for at studere proteinindhold og dynamik i vigtige funktionelle rum.

Et tidligt kendetegn for neurodegenerative sygdomme som Alzheimers og Parkinsons er fejlfoldning og selvaggregering af proteiner til amyloide strukturer, der menes at skabe kaos på neuroner og synapser. I "Afprøvning af amyloidproteinaggregering med optiske superopløsningsmetoder:fra reagensglas til modeller af sygdomme", Clemens Kaminski og Gabriele Kaminski Schierle fra University of Cambridge forklarer potentialet ved nye optiske superopløsningsteknikker til at give indsigt i den molekylære mekanisme i den patogene selvsamlingsproces in vitro og inde i celler.