Новый датчик МРТ отображает активность кальция внутри мозга

Новый датчик МРТ отображает активность кальция внутри мозга

Исследователи Массачусетского Технологического Института разработали новый способ визуализации активности кальция с помощью МРТ. Команда работала под руководством профессора Алана Ясаноффа. Статья с подробным описанием разработки была опубликована сегодня в журнале Nature Communications.

Нейроны, находясь в состоянии покоя, сохраняют очень низкий уровень кальция. Но как только нейрон получает электрический импульс, кальций буквально втягивается в клетку и его общий уровень заметно возрастает. За последние несколько десятилетий ученые разработали способы визуализации этой активности, основанные на маркировании кальция флуоресцентными молекулами. Тем не менее, этот способ может быть использован только в лабораторной или животной модели. Кроме того, он способен визуализировать клеточный состав лишь поверхности мозга. Чтобы усовершенствовать методику, специалисты решили использовать МРТ, которая способна обнаруживать магнитные взаимодействия между введенным контрастным веществом и молекулами воды внутри клеток.

Многие ученые работают над датчиками кальция на основе МРТ, но основным препятствием является разработка контрастного вещества, которое может проникнуть внутрь клеток мозга. В прошлом году лаборатория Ясаноффа разработала датчик МРТ, который может измерять внеклеточные концентрации кальция. К сожалению, эти наночастицы были слишком велики для проникновения в клетки. Теперь же специалистам удалось создать контрастный агент, содержащий марганец – металл, который слабо взаимодействует с магнитными полями и может проникать через клеточные мембраны, — и кальциевый хелатор. Попав внутрь клетки, если уровень кальция низкий, хелатор слабо связывается с атомом марганца, что в результате препятствует обнаружению марганца на МРТ. Если уровень кальция в клетке высокий, хелатор связывается с молекулой и «подсвечивает» ее на МРТ.

Свою разработку специалисты проверили на крысах, введя им в мозг ионы калия для стимуляции электрической активности в нейронах, что позволило им беспрепятственно измерить уровень кальция в клетках. Ясанофф планирует использовать эту технологию для выявления небольших скоплений нейронов, которые участвуют в организации определенных видов поведения. Более того, поскольку этот метод напрямую фиксирует передачу сигналов внутри клеток, с его помощью можно получить гораздо более точную информацию о местоположении и времени активности нейронов, которую не может предоставить традиционная функциональная МРТ.

Материалы по теме:

Почему смех полезен для здоровья?
Смех обезболивает, позволяет повысить иммунитет и снизить уровень сахара в крови, утверждают учёные. То, что смех способен снижать уровень глюкозы, доказали исследования, которые проводились среди людей, больных сахарным диабетом. Все испытуемые ...
Средиземноморская диета снижает риск акселерации у детей
У детей женщин, придерживавшихся средиземноморской диеты во время беременности, реже диагностируется чрезмерно быстрый рост, выходящий за рамки норм для своего возраста. Об этом сообщили специалисты исследовательского центра ISGlobal. Результаты их работы были опубликованы сегодня на сайте научной организации. Средиземноморская диета ...
Загрязнение воздуха может повышать риск рака ротовой полости
Наличие в воздухе загрязняющих веществ, в особенности мелкодисперсных частиц, может повышать риск рака ротовой полости. К такому выводу пришли тайваньские ученые под руководством Й. Чу. Результаты исследования были представлены 9 октября в журнале Journal of Investigative Medicine. По всему миру ...
Ожирение — фактор риска развития кардиотоксичности
Ученые обнаружили взаимосвязь между избыточным весом и развитием болезней сердца у пациентов с раком молочной железы. Исследование проводили Элисе Каборе из Центра Жоржа-Франсуа Леклерка и Чарльз Гуанансия из Университетской Больницы (Дижон, Франция). Статья была опубликована 23 декабря в журнале PLOS Medicine. ...

Добавить комментарий

Войти с помощью: 

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Яндекс.Метрика