دستاوردی برای مطالعه دقیق آناتومی مغز

به منظور مطالعه دقیق ساختار مغز شامل ارتباطات بین نورون‌ها، از میکروسکوپ‌های الکترونی استفاده می‌شود؛ این میکروسکوپ امکان بررسی دقیق ساختار مغز را با جزئیات منحصر بفردی فراهم می‌کند.

برای این کار، بافت مغزی باید ثابت شود تا برای تصویربرداری با میکروسکوپ الکترونی آماده شود؛ اما در مراحل آماده‌سازی، تغییراتی در بافت مغز ایجاد می‌شود. این فرآیند باعث تغییر ساختار و کوچک شدن مغز می‌شود و درنتیجه، تصاویر میکروسکوپی دچار اعواج شده و نورون‌ها نزدیک‌تراز آنچه در واقعیت هستند، نشان داده می‌شوند.

مغز منجمد شده

بطور معمول بافت مغز با عوامل تثبیت‌کننده مانند آلدئیدها ثابت شده و سپس در یک رزین محصور می‌شود؛ اما این فرآیند باعث کاهش 30 درصدی حجم مغز می‌شود که درک درست از آناتومی مغز، از جمله مجاورت نورون‌ها یا ساختار عروق خونی را دستخوش تحریف می‌کند.

اما روش نوین ابداعی محققان سوئیسی، کرایوفیکسیشن (cryofixation) – تکنیکی برای تثبیت مواد بیولوژیکی – نام دارد که از جمع شدن و کوچک شدن بافت مغز در زمان آماده‌سازی جلوگیری می‌کند. در این روش که تاریخچه آن به سال 1965 بازمی‌گردد، از جریان سریع نیتروژن مایع برای فریز کردن سریع بافت مغز تا منفی 90 درجه سانتیگراد ظرف چند میلی ثانیه استفاده می‌شود.

روش انجماد سریع از طریق اعمال فشار بسیار بالا، مانع از تشکیل بلور توسط آب موجود در بافت مغز می‌شود؛ چراکه بلورهای آب باعث آسیب دیدن بافت می‌شوند. روش منجمدسازی تحت فشار بالا باعث تبدیل آب به نوعی شیشه می‌شود که باعث حفظ ساختار و ظاهر بافت مغز می‌شود.

در گام بعدی، بافت منجمدشده درون رزین جاسازی می‌شود؛ این امر مستلزم خارج کردن شیشه- آب و جایگزین کردن آن با استون است که یک مایع با دمای پایین کرایوفیکسیشن است و پس از چند روز رزین جایگزین می‌شود که اجازه می‌دهد به آرامی و با فشار کم، آب از بافت مغز خارج شود.

مغز واقعی

محققان در این مطالعه، قشر مخ مغز موش را با روش انجماد سریع، آماده کرده و زیر میکروسکوپ الکترونی مورد بررسی قرار دادند؛ سپس این تصاویر را با تصاویر تهیه شده توسط میکروسکوپ الکترونی به روش متداول مقایسه کردند.

در تصاویر تهیه شده به روش متداول، حجم مغز بسیار کوچکتر از اندازه واقعی نشان داده شده و بسیاری از فضای خارج سلولی – فضای اطراف نورون‌ها – از دست رفتند؛ ارتباط بین سلول‌های مغزی آستروسیت نورون‌ها و رگ‌های خونی در مغز نیز درست به تصویر کشیده نشدند؛ همچنین ارتباط بین نورون‌ها، سیناپس، در این روش ضعیف‌تر نشان داده شدند.

اما روش انجماد سریع، به حفظ آناتومی واقعی مغز کمک شایانی کرد. محققان قصد دارند در ادامه تحقیقات از روش کرایوفیکسیشن برای بررسی سایر نقاط مغز و انواع دیگر بافت استفاده کنند.

نتایج این پژوهش در مجله eLife منتشر شد.

منبع

 

No tags for this post.