Een team van onderzoekers uit Duitsland, Nederland en Italië hebben een manier ontwikkeld om verstrooid licht te gebruiken om kruispunten van zenuwvezelbanen in de hersenen in kaart te brengen. In hun artikel gepubliceerd in het tijdschrift Fysieke beoordelingsbrieven , de groep beschrijft hun werk met lichtverstrooiing in transmissiemicroscopie en wat het onthulde in het menselijk brein.

Een deel van de studie van het menselijk brein omvat werk om de architectuur vast te stellen van de driedimensionale paden die zenuwvezels vormen. Het standaardinstrument voor dergelijk onderzoek is polarisatiemicroscopie, waarmee het mogelijk is om 3D-afbeeldingen te maken met een resolutie van een micrometer. Maar een falend punt voor dergelijk werk zijn kruispunten - waar het ene glasvezelnetwerk fysiek het andere kruist. De huidige technologie laat niet toe om te bepalen welke vezel er bovenop ligt, zoals te zien is bij snelwegbruggen, of dat de vezels elkaar gewoon kruisen, zoals landwegen. In deze nieuwe poging de onderzoekers hebben een manier gevonden om kruispunten van paden in ongekend detail in kaart te brengen.

Om de tekortkomingen van traditionele polarisatiemicroscopie te verhelpen, de onderzoekers zochten in conventionele transmissiemicroscopie naar gegevens die nog niet eerder waren bestudeerd. Ze ontdekten dat de effecten van het tijdens microscopie doorgelaten licht afhankelijk zijn van de hoek van de vezels ten opzichte van de richting van de voortplanting van het licht. Ze gebruikten die informatie om numerieke simulaties te maken die aantoonden dat de aanvullende informatie kon worden gebruikt om onderscheid te maken tussen kruisende vezels in het vlak en vezels die buiten het vlak wezen. Ze gebruikten wat ze uit de simulaties leerden om aanvullende microscopiestudies uit te voeren met echt zenuwweefsel. Door dit te doen, ze demonstreerden een techniek die het mogelijk maakte om subcultuur van hersenweefsel in ongekend detail te reconstrueren, die de hoeken omvatte die betrokken zijn wanneer zenuwvezels elkaar kruisen.

De onderzoekers suggereren dat hun inspanningen kunnen leiden tot een beter begrip van de architectuur van de hersenen door de creatie van een echte 3D-weergave van de hersenen mogelijk te maken. Ze suggereren verder dat hun werk zou kunnen leiden tot verbeteringen in het interpreteren van medische scans zoals MRS en dat hun techniek ook nuttig zou kunnen zijn in andere toepassingen, zoals het bestuderen van fibreuze weefselmonsters.

© 2020 Wetenschap X Netwerk