Zum 50. Jahrestag der Beschreibung der ersten Magnetresonanztomographie (MRT) durch den amerikanischen Chemiker Pal Laterbur gedachten Wissenschaftler dieses wichtigen medizinischen Ereignisses mit den bisher schärfsten Scans eines Mausgehirns.
Wissenschaftler des Health Science Center der University of Tennessee, der University of Tennessee, der University of Pennsylvania, der University of Pittsburgh und der Indiana University haben in Zusammenarbeit mit Forschern des Center for In Vivo Microscopy der Duke University MRT-Bilder erstellt, die 64 Millionen Mal schärfer sind als aktuell möglich.
Jedes Voxel, eine 3D-Darstellung eines Pixels, maß nur 5 Mikrometer oder 5.000stel Millimeter, in der Fähigkeit dieses MRI, solch detaillierte Bilder aufzunehmen. Dies bedeutet, dass aktuelle MRT-Geräte einige Erkrankungen wie Hirntumore erkennen können, aber über ein so klares Bild hinausgehen können, um die Organisation und viel komplexere Zusammenhänge aufzuzeigen.
Eine solche feinkörnige Bildgebung wird laut den Forschern helfen zu erklären, wie sich das Gehirn mit Alter, Ernährung und neurodegenerativen Erkrankungen wie Alzheimer verändert.
Unterschiedliche Ansichten zu neurodegenerativen Erkrankungen
„Das ist etwas, das wirklich möglich ist“, sagte Hauptautor G. Allan Johnson, Professor für Radiologie, Physik und biomedizinische Technik an der Duke. Möglicherweise beginnen wir, neurodegenerative Erkrankungen auf eine ganz andere Art und Weise anzugehen.
Diese MRT-Auflösung ist das Ergebnis von fast 40 Jahren Bemühungen am In-Vivo-Mikroskopiezentrum und war nur dank einer erstaunlichen Technologie möglich. Um ein einzelnes Mausgehirn aufzuzeichnen, verwendeten die Wissenschaftler einen leistungsstarken 9,4-Tesla-Magneten (klinische MRTs haben typischerweise 1,5 bis 3-Tesla-Magnete), eine Reihe von Gradientenspulen, die 100-mal stärker sind als herkömmliche Scans, und einen Supercomputer 800 Computer Computers.
Nachdem die MRT-Bilder fertiggestellt waren, verwendeten die Forscher Lichtblattmikroskopie, um das Gehirngewebe zu scannen. Durch die Markierung bestimmter Zellpopulationen konnten die Forscher die Entwicklung neurodegenerativer Erkrankungen im Laufe der Zeit verfolgen.
Anhand von Gruppen von Mäusen unterschiedlichen Alters und unterschiedlicher genetischer Ausstattung konnten die Forscher beobachten, wie sich die Konnektivität des gesamten Gehirns des Tieres im Laufe der Zeit veränderte und wie sich bestimmte Teile, wie das gedächtnisbezogene Subiculum, deutlich stärker veränderten als andere Regionen. Die Bilder konnten auch zeigen, wie neuronale Netzwerke durch die Alzheimer-Krankheit zerstört werden.
Die Studie ebnet den Weg für weitere technische Fortschritte, um das menschliche Gehirn so detailliert zu erfassen; Dies wird den Forschern einen besseren Einblick geben, wie sich Gewebe mit dem Alter verändert und welche Behandlungen hilfreich sein könnten, um eine Degeneration zu verhindern.
Laut der Studie, die vom National Institute on Aging finanziert wurde, können Tiere mit geringfügigen Änderungen in Ernährung und Medikation bis zu 25 % länger leben, sagte Johnson. Sind ihre Gehirne während dieses langen Lebens also noch intakt? Sie können möglicherweise noch Rätsel lösen. Aber werden sie in der Lage sein, Sudoku zu machen, obwohl sie 25 % länger leben? Außerdem können wir es jetzt untersuchen. Und wenn wir das tun, können wir das leicht auf den menschlichen Zustand übertragen.
Quelle: newatlas.com/science
Günceleme: 01/05/2023 14:55