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:

Недостаток витамина D в детстве повышает риск гипертонии в юности
Группа ученых Университета Джонса Хопкинса установила, что при недостатке витамина D в младенчестве возрастает риск развития гипертонии в детстве и юности. Работа велась под руководством Г. Вона. Результаты исследования были представлены сегодня на сайте Американской кардиологической ассоциации.  Витамин D необходим организму для усвоения кальция, ...
Офтальмологи смогут оценивать риск болезни Альцгеймера
С помощью оптической когерентной томографии и ангиографии сетчатки – исследований, проводящихся офтальмологами, – можно оценить риск развития болезни Альцгеймера или даже диагностировать ее. Об этом сообщили ученые Вашингтонского университета. Результаты исследования были опубликованы сегодня на сайте учебного заведения. При развитии ...
Бульон на костях полезен для сердца
Бульон, сваренный на свиных или говяжьих костях, крайне полезен для сердца из-за содержащихся в нем пептидов. Информация поступила от испанской исследовательской группы под руководством Марты Гальего и Летиции Мора. Результаты исследования были опубликованы сегодня в ACS' Journal of Agricultural and Food ...
Физиологический возраст важнее хронологического
Группа ученых Кливлендской клиники (США) установила, что физиологический возраст является более информативным показателем при расчете ожидаемой продолжительности жизни, чем хронологический. Руководителем проекта выступил С. Харб. Результаты исследования были опубликованы 13 февраля в журнале European Journal of Preventive Cardiology.  В медицине возраст считается одним из ...

Добавить комментарий

Войти с помощью: 

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

Читайте ранее:
Неконтролируемая антибиотикотерапия у больных муковисцидозом может вредить легким

Правильное дозирование антибиотиков может сохранить микробное разнообразие легких у пациентов с муковисцидозом. Об этом сообщила...

В польском Кельце звания почётных граждан лишили 29 советских воинов

По сообщениям Польского телевидения и «Радио Польша», городской совет города Кельце проявил исключительное единодушие, лишив...

Закрыть
Яндекс.Метрика