ทีมนักวิจัยนานาชาติได้กำหนดวิธีการวัดรัศมีของซอน เส้นใยประสาทละเอียดในสมองโดยไม่รุกราน โดยใช้ DMRI แบบแพร่กระจาย (dMRI) วิธีการที่พวกเขาเสนอแสดงให้เห็นข้อตกลงที่ดีกับการศึกษาทางจุลกายวิภาคในสัตว์ฟันแทะและมนุษย์ และมีประสิทธิภาพเหนือกว่าเทคนิคก่อนหน้านี้ซึ่งรายงานการวัดมีขนาดที่ใหญ่กว่าขนาดแอกซอนที่ได้จากการตรวจชิ้นเนื้อ
แอกซอนคือส่วนที่ยื่นออกมาคล้ายลวดของเซลล์ประสาท
ซึ่งเกี่ยวข้องกับการนำแรงกระตุ้นทางไฟฟ้าออกจากร่างกายของเซลล์ พวกมันมีเส้นผ่านศูนย์กลางด้วยกล้องจุลทรรศน์และในฐานะมัดประกอบด้วยรูปแบบหลักของการสื่อสารของระบบประสาท การศึกษาทางคลินิกและจุลกายวิภาคแสดงให้เห็นว่ารัศมีของแอกซอนสามารถอยู่ในช่วงตั้งแต่ 0.1 ไมโครเมตรถึงมากกว่า 3 ไมโครเมตรในสมองของมนุษย์ และขนาดนี้พร้อมกับไมอีลิเนชันมีส่วนรับผิดชอบต่อความเร็วของการสื่อสารของเซลล์ประสาท
นอกจากนี้ การศึกษาทางคลินิกของโรคทางระบบประสาท เช่น โรคปลอกประสาทเสื่อมแข็ง ได้เปิดเผยความเสียหายพิเศษต่อซอนที่มีขนาดเล็กกว่า ในขณะที่การศึกษาด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนที่เกี่ยวข้องกับกลุ่มตัวอย่างที่มีความผิดปกติของออทิสติกสเปกตรัมพบว่ามีการกระจายขนาดแอกซอนที่แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเทียบกับกลุ่มควบคุมที่มีสุขภาพดี
การหาปริมาณรัศมีแอกซอนแบบไม่รุกรานเห็นได้ชัดว่าการหาปริมาณของรัศมีแอกซอนที่แม่นยำเป็นตัวบ่งชี้ทางชีวภาพที่สำคัญของการสร้างภาพประสาท อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้ได้พิสูจน์แล้วว่าเป็นงานที่ท้าทายอย่างมากในการดำเนินการแบบไม่รุกราน อย่างไรก็ตาม ทีมนักวิจัยจากChampalimaud Center for the Unknown in Portugal, NYU Grossman School of Medicineในสหรัฐอเมริกา และ Cardiff University Brain Research Imaging Center ( CUBRIC ) ในสหราชอาณาจักรได้ตั้งเป้าหมายที่จะบรรลุเป้าหมายดังกล่าว
ทีมวิจัยได้ใช้ dMRI ซึ่งเป็นรูปแบบการถ่ายภาพ
แบบไม่รุกรานและไม่ทำให้เกิดไอออน ซึ่งวัดการเคลื่อนที่แบบสุ่มของโมเลกุลของน้ำในเนื้อเยื่อ โดยเผยให้เห็นรายละเอียดของสถาปัตยกรรมไมโครเนื้อเยื่อ ความแปลกใหม่ที่สำคัญของแนวทางนี้คือวิธีการที่นักวิจัยเสนอเพื่อแยกสัญญาณ MRI ที่เกิดจากส่วนต่างๆ ของเนื้อเยื่อที่ตรวจสอบ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง พวกเขาจำลองว่าสัญญาณน้ำทำงานอย่างไรในเนื้อเยื่อประเภทต่างๆ และด้วยเหตุนี้จึงสามารถระงับสัญญาณที่เกิดจากเนื้อเยื่อรอบข้างนอกซอนได้ ในการทำเช่นนั้น พวกเขาสามารถหาปริมาณคุณสมบัติของแอกซอนในตัวอย่างเนื้อเยื่อสมองที่ตรวจสอบได้อย่างแม่นยำมากขึ้น
ให้เห็นข้อตกลงที่ไม่เคยมีมาก่อนกับจุลชีววิทยาเพื่อตรวจสอบงานของพวกเขา นักวิจัยได้ทดสอบแบบจำลองของพวกเขากับหนูโดยใช้อิมเมจ dMRI ความละเอียดสูง (100 x 100 x 850 µm) ที่ได้รับจากเครื่องสแกน MR 16.4T MR (Bruker BioSpin) หลังจากการสแกน พวกเขารวบรวมชิ้นหนา 50 µm จากสมองหนูสองตัว ซึ่งสอดคล้องกับปริมาตรของภาพ และย้อมสีเพื่อเน้นที่แอกซอน สุดท้าย พวกเขาใช้กล้องจุลทรรศน์แบบคอนโฟคอลเพื่อแสดงภาพและวิเคราะห์ชิ้นเนื้อเยื่อ ผลลัพธ์ของพวกเขาแสดงให้เห็นว่ารัศมีแอกซอนที่มีประสิทธิภาพซึ่งได้มาจาก MR มัธยฐานนั้นใหญ่กว่ารัศมีมัธยฐานที่ได้จากมิญชวิทยา 3–13% ซึ่งเป็นข้อผิดพลาดที่อาจเกิดจากการหดตัวของเส้นใยผ่านการย้อมสี
การตรวจสอบความถูกต้องทางเนื้อเยื่อของการทำแผนที่รัศมีแอกซอนโดยใช้กล้องจุลทรรศน์แบบคอนโฟคอลแสดงให้เห็นข้อตกลงที่ดีกับวิธี dMRI แบบไม่รุกรานที่เสนอ ส่วนที่สองของการศึกษามุ่งเน้นไปที่มนุษย์ซึ่งถูกถ่ายภาพโดยใช้เครื่องสแกน Siemens Connectom 3T MR ที่มีความละเอียดต่ำกว่า (3 x 3 x 3 มม.) ทีมงานใช้ค่าเนื้อเยื่อวิทยาที่รายงานในวรรณคดีเพื่อเปรียบเทียบ อย่างไรก็ตาม นักวิจัยพบว่าวิธีการของพวกเขาสามารถประมาณขนาดแอกซอนที่ทราบได้อย่างแม่นยำ
โดยมีข้อผิดพลาดในระดับที่น้อยกว่าในการศึกษา MRI ครั้งก่อน
นักวิจัยสรุปว่าการศึกษาของพวกเขาเผยให้เห็น “มุมมองที่สมจริงเกี่ยวกับการทำแผนที่รัศมีของ MR โดยแสดงรัศมีที่มีประสิทธิภาพที่ได้มาจาก MR ซึ่งมีข้อตกลงเชิงปริมาณที่ดีกับจุลกายวิภาคศาสตร์” Jelle Veraart ผู้เขียนคนแรกเมื่อคิดถึงขั้นตอนต่อไป กล่าวเสริมว่า “การวัดขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางแอกซอนแบบไม่รุกรานโดยใช้ MRI ช่วยให้แพทย์และนักวิจัยสามารถระบุปัญหาและเส้นทางการพัฒนาที่เกิดขึ้นในส่วนลึกของสมอง ขับเคลื่อนการรักษาไปข้างหน้า และความเข้าใจในการพัฒนา และการลุกลามของโรค”
เครื่องตรวจจับรังสีโซลิดสเตตใช้เซมิคอนดักเตอร์ที่เป็นผลึก เช่น ซิลิกอนหรือเจอร์เมเนียม เพื่อแปลงโฟตอนเอ็กซ์เรย์ให้เป็นกระแสไฟฟ้าโดยตรง อุปกรณ์ดังกล่าวมีประสิทธิภาพเหนือกว่าเทคโนโลยีการตรวจจับอื่นๆ ทั้งในแง่ของความไวและขีดจำกัดการตรวจจับ ตอนนี้ ทีมวิจัยของสหรัฐฯ ได้แสดงให้เห็นว่าเครื่องตรวจจับรังสีเอกซ์แบบโซลิดสเตตชนิดใหม่ ซึ่งใช้ฟิล์มบางของแร่เพอร์รอฟสไกต์ มีความไวมากกว่าอุปกรณ์ที่ใช้ซิลิกอนทั่วไปถึง 100 เท่า ( Sci. Adv. 10.1126/ sciadv.aay0815)
Wanyi Nieจากห้องปฏิบัติการแห่งชาติ Los Alamosกล่าวว่า “วัสดุของเราคือ perovskites ไฮบริดมีองค์ประกอบหนักเช่นตะกั่วและไอโอดีนที่สามารถหยุดรังสีเอกซ์ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากกว่าซิลิคอน “ในการศึกษานี้ เราหวังว่าจะแสดงให้เห็นชั้นของเซมิคอนดักเตอร์ perovskite ที่บางกว่าซิลิคอนซึ่งยังคงสามารถรักษาประสิทธิภาพการตรวจจับได้”
เครื่องตรวจจับ perovskite แบบฟิล์มบางสามารถเปิดใช้งานการถ่ายภาพทางการแพทย์และทันตกรรมด้วยปริมาณรังสีที่ต่ำมาก ในขณะที่ยังเพิ่มความละเอียดในเครื่องสแกนความปลอดภัยและแอปพลิเคชันการวิจัย X-ray Nie กล่าวว่า “ขีดจำกัดการตรวจจับที่ต่ำกว่าที่ได้รับการปรับปรุงจะช่วยให้สร้างภาพที่มีคุณภาพเดียวกันได้โดยใช้ปริมาณรังสีเอกซ์ที่ลดลงมาก ซึ่งปลอดภัยกว่าสำหรับผู้ป่วย” Nie กล่าว
Nie และเพื่อนร่วมงานได้ประดิษฐ์เครื่องตรวจจับรังสีเอกซ์จากเครื่อง perovskites แบบชั้นเฟส 2D Ruddlesden-Popper (2D-RP) พวกเขาระบุลักษณะอุปกรณ์โดยใช้ลำแสงซิงโครตรอนที่แหล่งกำเนิดโฟตอนขั้นสูงของArgonne National Laboratory
Credit : rocteryx.com romigallery.com rompingrat.com rotarysintra.net rupert-rampage.com
