Nuestro cerebro es un órgano complejo. Miles de millones de células nerviosas están conectadas en una red compleja, procesando la señal de forma permanente y nos permite recordar recuerdos o mover nuestro cuerpo. Para que esta red compleja se sienta, un aspecto preciso requiere cómo se organizan y unen estas celdas nerviosas. El Instituto de Ciencia y Tecnología de Austria (ISTA) y Google Research Scientists, un nuevo método de microscopía “Lausan”, ahora ayuda a recolectar el rompecabezas.
Los microscopios de luz se han preparado durante siglos. Los científicos usan microscopía suave, literal y simbólica, iluminando estructuras biológicas extremadamente complejas. Sin embargo, exponer los detalles complejos y la arquitectura del cerebro es un desafío aparentemente imposible, considerando sus miles de millones de neuronas densas, cada una está conectada a otras células a través de miles de sinapsis. Una nueva tubería de microscopía llamada “Connectomics basada en microscopía de luz), desarrollada en el Instituto de Ciencia y Tecnología Austria (ISTA), ahora hace un progreso.
Likone Electron es la primera tecnología más allá de la microscopía que es capaz de reorganizar el tejido cerebral con todos los contactos sinápticos entre las neuronas. Usando el microscopio de luz estándar estándar de luz, la estructura de la neurona, así como la posibilidad de ver la maquinaria molecular compleja.
Esta nueva técnica fue desarrollada por sus colegas para imágenes ópticas de alta resolución para el Grupo de Investigación de Biología en Julia Ludicch, Johan Denzel y el ISTA. Cooperó con Google Research con ISTA y Michael Janoszioski y el grupo Novarino en Vernon Jain. El método ha aparecido en Naturaleza.
Nuevas posibilidades con Lycon
Masaba R Tawakoli abrió un velo, que reveló un microscopio suave con alambres interminables que conectan el dispositivo óptico a la computadora. Las luces de pantalla brillan de color verde brillante y rosa, los colores tristes ligeramente iluminados la habitación negra. “Este es un hipocampo, que es una región cerebral responsable de la formación de una memoria”, dice Tawakoli. “El punto fluorescente que ves son las moléculas que se incluyen en la transmisión sináptica”. ISTA transmite la trama de posgrado y ajusta la configuración.
Likone es la última técnica de microscopía del Grupo Danes L. Actúa como un solucionador de rompecabezas complejo, que combina redes mentales juntas combinando los mejores procesos neuronales y conectando cada conexión sináptica con sus respectivas neuronas. “Hasta ahora, ninguna técnica de microscopía leve puede hacerlo”, Johan Denzel, un médico y físico capacitado, que ahora es profesor en ISTA. “Era un objetivo de nuestro grupo a largo plazo crear tal tubería para la reorganización de los tejidos cerebrales. Y las licencias pueden hacer esto mientras mantienen moléculas específicas en el contexto de la reconstrucción estructural”. Lo que se encuentra es que la imagen de la imagen se realiza en un microscopio estándar de sueldo, que es muy rápido y ofrece una capacidad múltiple. Esta técnica se puede reproducir en cualquier parte del mundo, porque los científicos no necesitan productos caros al final del extremo superior, lo que será necesario para el enfoque actual para reconstruir los tejidos mentales. Para lograr este nivel de detalle, la resolución debe ser extraordinariamente alta, aproximadamente algunas decenas de decenas de nanómetros, 10,000 veces más pequeños que el ancho del cabello humano. ¿Pero cómo conocerlo? Las habilidades de química funcionan.
Zoom con un gel
Para una licencia, el equipo utilizó las propiedades químicas y físicas de Hydrogel, que es una red de polímeros de tres dimensiones. Hydrogel tiene las mismas características de los pañales Babe: puede tomar agua y flor, pero lo hace de una manera muy controlada.
El tejido mental de interés en este hidrogel está integrado. “Los ingredientes celulares están vinculados a hidrogel, es decir, el gel de altrestructura fino de las células se une al gel y se conserva para microscopía”, dijo Denzel. Antes de las imágenes, el material se agrega al material agregando agua al material. Como resultado, el gel es de mayor tamaño en cada dirección, pero mantiene arreglos relativamente locales para la estructura del tejido con una lealtad extremadamente alta.
Para las comparaciones, los microscopios de luz tradicionales se limitan clásicamente a aproximadamente 250 250-300 nanómetros en su potencia de resolución. Aunque es suficiente para ver grandes estructuras celulares, es insuficiente para la reorganización del tejido mental densamente lleno. Tawakoli explicó: “La expansión del hidrogel todavía dibuja las características del tejido cerebral que podemos resolverlos con un microscopio de luz estándar. Este método aumenta la resolución eficiente 16 veces al obtener una mejor resolución de 20 NM”.
Investigación en la intersección de sujetos
Neuro Science and Chemistry no fueron los únicos campos que encontraron su camino al proyecto. Los métodos de informática jugaron un papel importante en el desarrollo de la tubería. La razón de esto es que ocupar imágenes de microscopio da como resultado múltiples puntos de datos. De esta manera, la complejidad de los datos refleja la complejidad del cerebro.
De esta manera, sería mucho más diligente interpretar y formar todas las estructuras neuronales a gran escala. Por lo tanto, las técnicas de aprendizaje profundo de Google Research fueron entrenadas para dividir las células individuales en tejido. “Al utilizar la inteligencia artificial, la automatización de la identificación de las neuronas y sus estructuras generalizadas dificultó prácticamente sumergir todos los componentes celulares”. “La capacidad de imaginar moléculas específicas en armonía agrega un nuevo estándar de información”.
Julia Lavidacchchk, estudiante de doctorado e informática en el Grupo D Danes L, jugó un papel importante en la traducción de datos complejos. “Gracias a la extraordinaria solución alta de los datos, fue posible detectar automáticamente la conectividad sináptica entre las neuronas y convertir los datos de imágenes mentales en bruto en mapas de contacto detallados”, dijo Explication. Este es un desafío complejo de procesamiento de imágenes. “” Además, los métodos también tenían que ser efectivos y expandidos, siempre que una pequeña pieza de tejidos cerebrales contenga decenas de miles de conexiones sinápticas “.
La reconstrucción neuronal del león permite mapear la ubicación de moléculas específicas, como el suministro de señal entre neuronas en las sinapsis. La plataforma artística de Lydchchk ayudó a que sea una maravillosa representación 3D de la red cerebral, ya que los conceptos para hacer datos científicos complejos son herramientas poderosas.
Desbloquear nuevos detalles en la arquitectura del cerebro
Siguiendo esta tubería integral, los científicos pueden formar cuidadosamente el tejido mental e imaginar contactos y redes neuronales. Entre experimentos y análisis. – Desde imágenes y experimentos en ITA hasta la aplicación de tecnologías avanzadas de investigación profunda de la investigación de Google y el análisis computacional en ITA, lo que resulta en conceptos 3D de arquitectura cerebral que enfrenta un nuevo nivel. Denzel dijo: “El solitario acerca un paso más a nosotros para recolectar piezas de rompecabezas cerebral de mamíferos y comprender su trabajo tanto en salud como en enfermedades”.
