A 3D egér agyatlasz felgyorsíthatja a neurológiai rendellenességek kutatását
A Duke Egyetem Orvostudományi Karának, a Tennessee Egyetem Egészségtudományi Központjának és a Pittsburghi Egyetem kutatói által kifejlesztett új atlasz növeli az agy szerkezeti változásainak mérési pontosságát, és megkönnyíti az eredmények megosztását a neurológiai betegségek, például az Alzheimer-kór kutatói számára.
A Duke Mouse Brain Atlas nevű eszköz mikroszkopikus felbontású, három különböző technikával készült háromdimenziós képeket ötvöz, hogy részletes térképet készítsen az egész egéragyról, a nagy struktúráktól az egyedi sejtekig és áramkörökig.
„Ez az első valóban háromdimenziós, sztereotaxikus atlasz az egér agyról” – mondta G. Allan Johnson, a Duke Charles E. Putman University Distinguished Professor of Radiology professzora. Johnson a Fizika Tanszék és a Biomérnöki Tanszék professzora is.
A sztereotaxikus kifejezés nagyjából élőben-t jelent, vagyis az atlasz pontosan úgy ábrázolja az agyat, ahogyan az élő egérben megjelenik, külső tájékozódási pontokkal, amelyek segítenek a kísérleti eljárásokban. Az atlaszra azért van szükség, mert a különböző típusú képalkotási módszereknek megvannak a maguk előnyei és hátrányai – mondta Johnson. Egyesek nagy felbontású képet adnak az egyes agysejtekről, de ezt a képet torzítja a szövet előkészítése és a szkennelés, ami megnehezíti az eredmények összehasonlítását mások munkájával. Az atlasz egy közös teret biztosít, ahol sokféle adatot lehet regisztrálni úgy, hogy azok helyesen orientáltak és torzításmentesek” – mondta.A részletek a Science Advances folyóiratban olvashatók.
Eddig nem létezett olyan teljes 3D-s egér agyatlasz, amely az általános szerkezetetől az egyes sejtekig mindent megmutatott volna. Az atlasz bárki számára letölthető és használható számos nyílt forráskódú megjelenítő csomagban. „Az általános iskolás diákok megcsodálhatják az agy szépségét, a neurológusok pedig sokkal pontosabb méréseket kaphatnak az agy változásairól” – mondta Johnson.
A kutatók jelenleg például az atlaszt használják az Alzheimer-kór, a Huntington-kór és a toxikus fémek és peszticidek környezeti expozíciójának egérmodelleiben a neurodegeneráció nyomon követésére. Az atlasz elkészítéséhez a kutatók MRI-vel kezdtek, diffúziós tenzor képalkotással rögzítve öt posztmortem egér agyának háromdimenziós képeit a valaha mért legmagasabb felbontásban (15 mikron).
A Duke Center for In Vivo Microscopy-ban az elmúlt 40 évben kifejlesztett képalkotási stratégiák és hardver lehetővé tette a kutatóknak, hogy ezeket a képeket 2,4 milliószor nagyobb felbontásban rögzítsék, mint a klinikai MRI-k. Ezeket a képeket ezután egyesítették az egér koponyájának mikro-CT-felvételeivel, hogy pontosan meghatározzák a legfontosabb csontos tájékozódási pontokat. Végül eltávolították az agyakat a koponyából, hogy fénylapos mikroszkóppal feltérképezhessék a sejteket ugyanabban a térben. „A három módszer kombinációja, a legmagasabb térbeli felbontással ugyanabban a térben, az egér agyának eddigi legátfogóbb térképét adja” – mondta Johnson.