Nye mikroskoper afslører mysterierne i hjerneorganisationen

Hemmeligheden ved at fange udsøgte hjernebilleder med en ny generation af specialbyggede mikroskoper afsløres i dag i Naturmetoder . De nye mikroskoper, kendt som mesoSPIM'er, kan billede den mindste detalje af hjernevæv ned til individuelle neuroner, og kan afsløre 3D-anatomi af hele små organer hurtigere end nogensinde før. MesoSPIMs giver ny indsigt i hjerne- og rygmarvsorganisation for forskere, der arbejder på at genoprette bevægelse efter lammelse eller for at undersøge neuronale netværk, der er involveret i kognition, nydelse eller stofmisbrug.

Fordi mesoSPIM'er skaber billeder i høj opløsning af store prøver hurtigere end eksisterende mikroskoper, de er fordelagtige til hurtigt at screene mange prøver. Et nyt open source-initiativ, bestående af europæiske topforskere inden for neurovidenskab, driver udbredelsen af ​​mesoSPIM globalt ved at dele deres ekspertise og spænding samt fantastiske billeder og videoer.

MesoSPIM'er, kort for mesoskala selektive planbelysningsmikroskoper, er lysarkmikroskoper. I modsætning til traditionel mikroskopi, hvor prøver skæres i skiver med et blad før præsentation på et dias under et mikroskop, lysarkmikroskoper skærer prøver optisk med et stykke lys. Denne optiske sektion fanger billedstykker uden at beskadige prøven. De afbildede skiver kombineres derefter for at rekonstruere et detaljeret tredimensionelt billede af et helt organ eller en prøve. Datasættene produceret af standard lysarkmikroskoper er meget store, og at analysere dem er tidskrævende. MesoSPIM'er kommer udenom dette problem med innovative optiske teknologier, der tillader hurtig scanning samt direkte visualisering og kvantificering af de fangede data.

MesoSPIM -initiativet, startet af Dr. Fabian Voigt i gruppen af ​​Prof. Fritjof Helmchen ved Brain Research Institute, Universitetet i Zürich, muliggør integration af banebrydende teknologier i forskningslaboratorier verden over. "Vi skabte open-source mesoSPIM Initiative for at dele den seneste udvikling inden for mikroskopinstrumentering og software med billeddannelsessamfundet. Enhver, der søger anatomiske data af høj kvalitet fra store prøver, har nu de oplysninger, de har brug for til at bygge og drive deres eget mesoSPIM, sagde Voigt.

Initiativets magt ligger i indsigten fra forskellige discipliner, såsom fysik, udviklingsbiologi og neurovidenskab, der muliggør mikroskopudvikling, og hjerneforskning, at blomstre.

Der er i øjeblikket syv mesoSPIM'er i drift i hele Europa, og flere instrumenter under opbygning. En af de nye mesoSPIM'er er vært for Advanced Lightsheet Imaging Center (ALICe) i Wyss Center. Åben for eksterne brugere, ALICe tilbyder en komplet pipeline fra prøveforberedelse til billedanalyse, under den videnskabelige vejledning af eksperter fra universitetet i Genève og École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL).

Dr. Stéphane Pagès, ALICe Scientific Coordinator sagde, "Vi er meget stolte over at have et af kun syv mesoSPIM-mikroskoper i verden i Wyss Center. MesoSPIM-mikroskoper løser det mangeårige problem med, hvordan man opnår enestående billedkvalitet i store prøver over meget korte tidsskalaer. Vi er glade for at være en del af det initiativ, der bringer denne teknologi til verden. "

MesoSPIM -initiativet er rettet mod forskningsgrupper og billedfaciliteter med erfaring i at bygge og understøtte tilpassede mikroskoper. En mesoSPIM kan installeres på få dage og kræver typisk et budget på omkring $ 200.000.

"MesoSPIM-initiativet-open-source lysarkmikroskoper til billeddannelse af ryddet væv" er publiceret i Naturmetoder .