Spēcīgi rentgena stari atklāj unikālas atšķirības neironos no cilvēkiem ar šizofrēniju

Šizofrēnijas neironu 3D rentgena attēli. (Rūta Mizutani)

Tverot detaļas par smadzeņu šūnām nanometru mērogā, pētnieki ir atklājuši pierādījumus, ka cilvēku ar šizofrēnija var būt unikālas atšķirības biezumā un izliekumā, un tas var pat izskaidrot dažus to simptomus.

Atklājums iegūts, veicot analīzi tikai ar nelielu donoru sauju, un tas ir tālu no tā, lai parādītu, kā kontrastējošas nervu šūnu struktūras varētu izskaidrot neiroloģisko stāvokli.

Bet, pieaugot mūsu izpratnei par šīm neparastajām īpašībām, tas var novest pie labākām ārstēšanas metodēm, palīdzot dod desmitiem miljonu visā pasaulē labāku dzīves kvalitāti.



Pētījumā, ko vadīja Japānas Tokai universitātes pētnieki, tika izmantotas divas dažādas rentgena mikroskopa tehnoloģijas, viena no tām. Pavasara-8 gaismas avots objekts Japānā, otrs - ASV Enerģētikas departamentā Uzlabots fotonu avots (APS).

Abi šie elementi paātrina daļiņas pa līkumiem tā sauktajā sinhrotronā, liekot tām izdalīt īsus elektromagnētiskā starojuma viļņu garumus spektra rentgena daļā.

Rentgenstaru izmantošana kā starojuma avots sīku objektu, piemēram, neironu, sīku detaļu fotografēšanai var būt abpusēji griezīgs zobens.

No vienas puses, to šaurie viļņu garumi ir tieši tādi, lai notvertu katru šūnas membrānas sprādzi un pinumu. APS spēj samazināt izšķirtspēju līdz pat 10 nanometriem, un tas ir ļoti tuvu tam, lai atklātu atsevišķu proteīna kanālu tekstūru, kas pārklāj šūnu membrānu.

Skatoties no pietiekamiem leņķiem, ir iespējams rekonstruēt neironus kā augstas izšķirtspējas trīsdimensiju reljefu.

Diemžēl, lai arī cik mazi ir neironi, tie ir arī diezgan gari. Izsekot katram to virsmas izciļņam ir nogurdinošs darbs, kad jums ir jālīst pa veseliem ķermeņa milimetriem.

'Paraugam ir jāpārvietojas caur rentgenstaru, lai izsekotu neironus caur paraugu.' saka Vincents De Andrade, Argonnes rentgena zinātnes nodaļas fiziķis.

'Mūsu rentgena mikroskopa redzes lauks ir aptuveni 50 mikroni, apmēram cilvēka mata platumā, un jums ir jāseko šiem neironiem vairāku milimetru garumā.'

Paņemot audu paraugus no noteiktas smadzeņu daļas četriem mirušiem cilvēkiem, kuriem diagnosticēta šizofrēnija, un četriem cilvēkiem bez šizofrēnijas, komanda veica garlaicīgu nervu šūnu skenēšanas darbu, izmantojot divas dažādas sinhrotrona iekārtas.

Attēli tika apvienoti, lai rekonstruētu neironus kā digitālus modeļus, kas veicināja lielāku datu kopu, ko varēja statistiski salīdzināt un kontrastēt, meklējot atšķirīgās īpašības.

Viņi konstatēja, ka, statistiski runājot, šūnu pazīmju biezums un izliekums, kas stiepjas prom no neirona ķermeņa, ievērojami atšķiras starp indivīdiem ar šizofrēniju, salīdzinot ar tiem, kuriem nebija šī stāvokļa.

Šīs variācijas var ietekmēt to, kā neironi pārraida ziņojumus, kas zināmā mērā varētu izskaidrot traucējumu pazīmes, kas nopietnākajās formās ietver halucinācijas, traucētu motora kontroli un maldus.

Tieši tam, kas slēpjas aiz šādām novirzēm šūnu ģeometrijā, vai arī variācijas sniedzas līdz pat neirona sinaptiskajiem “pirkstiem”, būs nepieciešama vēl sīkāka informācija, nekā to spēj pārvaldīt pašreizējās paaudzes sinhrotroni.

Tas varētu mainīties, kad APS saņem 815 miljonu ASV dolāru jauninājumu Dažos nākamajos gados tas radīs tālu rentgena starus, kas būs 500 reižu spilgtāki nekā tie, kurus tas izstaro pašlaik.

'APS jauninājums ļaus uzlabot attēlveidošanas jutību un izšķirtspēju, padarot neironu kartēšanas procesu smadzenēs ātrāku un precīzāku.' saka no Andrades.

'Mums būtu nepieciešama izšķirtspēja, kas ir lielāka par 10 nanometriem, lai uztvertu sinaptiskos savienojumus, kas ir svētais grāls visaptverošai neironu kartēšanai, un tiem vajadzētu būt sasniedzamiem ar jaunināšanu.'

Šizofrēnijas attīstības mehānismu apvienošana ir sarežģīts process, kam būs nepieciešama uzlabota attēlveidošanas un skaitļošanas tehnoloģija.

Mēs pakāpeniski sākam saprastdaudzi ģenētiski un vides faktorikas redz, ka smadzenes mainās, vēl atrodoties dzemdē, un turpina mainīties, bērnam augot pieaugušā vecumā.

Ja ir veidi, kā to var pamanīt un savlaicīgi ārstēt, mēs varētu palīdzēt ierobežot, ja ne novērst sliktākās iezīmes, kas var pakļaut cilvēkus nopietnas garīgas slimības riskam.

Šis pētījums tika publicēts Tulkošanas psihiatrija .

Populārākas Kategorijas: Vidi , Fizika , Veselība , Tech , Skaidrotājs , Cilvēkiem , Daba , Telpa , Neklasificēts , Viedoklis ,

Par Mums

Neatkarīgu, Pārbaudītu Faktu Publicēšana Par Veselību, Telpu, Dabu, Tehnoloģijām Un Vidi.