Исчерпывающая карта человеческого мозга была давней целью нейроанатомов. Неинвазивные методы визуализации, такие как магнитно-резонансная томография (МРТ), позволяют ученым исследовать мозг здорового живого человека, но предоставляют лишь ограниченные анатомические детали. Более высокий уровень детализации можно получить, используя микроскопию мозга умерших доноров, обычно фокусируясь на небольших структурах мозга, отображаемых в 2D. Теперь команда под руководством ученых из Университета штата Калифорния объединила МРТ и микроскопию для получения трехмерных изображений двух целых мозгов с непревзойденным ранее уровнем детализации. Их результаты были опубликованы в журнале Science Advances.
Команда UvA работала более пяти лет вместе с исследователями из Института Макса Планка в Лейпциге, чтобы построить мост между подходами МРТ сверхвысокого поля и микроскопии для создания изображений мозга. Два человеческих мозга , пожертвованных науке, были помещены в МРТ-сканер на 21 час, а затем исследованы под микроскопом. Затем МРТ были объединены со слайдами для микроскопии, в результате чего были получены изображения мозга, которые позволяют исследовать его с уровнем детализации 200 мм (0,2 мм).
Виртуальные рассечения мозга
Член команды Аннеке Алкемаде: «Мы в восторге от всех возможностей, которые это может открыть для этой области. Инструкторы, например, могут использовать наборы данных для обучения нейроанатомии или виртуальных вскрытий. И возможность сравнивать результаты МРТ с отдельными белками, визуализируемыми с помощью микроскопии. даст исследователям больше информации о плохо изученных наблюдениях МРТ, а также предоставит больше анатомических деталей о небольших структурах мозга».
Исследователи использовали систему МРТ сверхвысокого поля 7 Тесла, которая имеет более мощный магнит, чем системы МРТ, обычно используемые в больницах. Программное обеспечение МРТ было запрограммировано исследователями специально для этих исследований, чтобы учитывать различия между живой и сохраненной тканью. Во время разрезания ткани каждый срез фотографировался отдельно, чтобы впоследствии его можно было использовать для цифровой коррекции деформации ткани на микроскопических срезах. Отдельные срезы мозга помещали на специально заказанные предметные стекла и обрабатывали с помощью изготовленного на заказ лабораторного оборудования.
После оцифровки отдельных предметных стекол исследователи создали новые алгоритмы для коррекции деформации ткани, возникающей в результате резки и обработки микроскопии. После нескольких недель непрерывных расчетов исследователи наконец смогли создать полные реконструкции двух отдельных мозгов.
