De natuurlijke wereld diende als inspiratie voor de wetenschappers van de Ohio State University wiens microscoopbeelden maandag (13 september) werden aangekondigd bij de top 20 winnaars in de Nikon Small World Photomicrography Competition 2021.

De concurrentie was hevig:bijna 1, 900 afbeeldingen uit 88 landen werden ter overweging ingediend.

Andrea Tedeschi, assistent-professor neurowetenschappen, werd zesde in de jaarlijkse wedstrijd met zijn afbeelding van het hele netwerk van bloedvaten die door de sensorische-motorische cortex van een volwassen muizenbrein kronkelen, een gebied dat betrokken is bij het regelen van sensorische en motorische integratie.

Tong Zhang en Paul Stoodley, adjunct-directeur en directeur, respectievelijk, van de Campus Microscopy and Imaging Facility (CMIF) van de staat Ohio, werd zevende in de competitie met een close-up foto van een teekkop die, dankzij een geavanceerd kleurenschema, geeft een gedetailleerd beeld van hoe de mond van het ongedierte is gestructureerd.

"De natuur is prachtig. Dat is een heel belangrijk punt om te overwegen, omdat we iets geweldigs aan het bestuderen zijn. En dat geeft ons veel positieve energie, "Tedeschi zei. "Tijdens mijn studie raakte ik meer en meer geïnteresseerd in microscopie, niet als techniek maar als hulpmiddel om dieper in het onbekende te duiken."

Tedeschi's lab richt zich op het begrijpen hoe beroerte, dwarslaesie en hersentrauma interfereren met de structuur en functie van zenuwcellen en draaiende bloedvaten in het centrale zenuwstelsel van de muis, in de hoop ontdekkingen te doen die van invloed zijn op klinische inspanningen om herstel te bevorderen.

Hij heeft een techniek geperfectioneerd die het mogelijk maakt om elk bloedvat in het kleine muizenbrein te visualiseren.

"Alles dat een bloedtoevoer krijgt, kan onder een microscoop worden afgebeeld zonder details van de fijne structuur van het vaatstelsel te verliezen, helemaal tot aan de haarvaten - de fijne en ingewikkelde laatste stap van zuurstofuitwisseling in weefsel, " zei Tedeschi, ook een lid van het Chronic Brain Injury Discovery Theme van Ohio State.

Hoewel neurowetenschappers de neiging hebben zich te concentreren op de neurale paden in de hersenen en het centrale zenuwstelsel, onderzoek naar de invloed van de bloedstroom op de ontwikkeling van neurodegeneratieve ziekten wint aan kracht. En door te kunnen zien hoe ingewikkeld het vaatstelsel is, is Tedeschi dieper gaan graven in het verband tussen bloedtoevoer en hersenfunctie.

"We hebben de neiging om te denken dat neuronen en neuronale circuits de meest complexe structuur zijn, maar in werkelijkheid, als je de afbeeldingen over elkaar heen legt, je kunt begrijpen dat hersenvasculatuur zo complex is als de neuronarchitectuur, ' zei hij. 'Als je wilt weten waar een ziekte begint, je hebt toegang tot de structuur nodig, zodat je de fijne details kunt begrijpen die je misschien over het hoofd ziet."

De kleurrijke teekkopafbeelding gemaakt door Zhang en Stoodley was een voorbeelddia, niets te maken met enig lopend onderzoek. Maar het werk heeft een directe verbinding met het dagelijkse professionele leven voor de twee, die de activiteiten van de kernmicroscopie- en beeldvormingsfaciliteit binnen het Office of Research and Comprehensive Cancer Center van Ohio State beheren. Als senior microscopist, Zhang geeft trainingen, overleg en technische ondersteuning om ervoor te zorgen dat de staat Ohio, academische en industriële gebruikers maken de best mogelijke beelden voor hun projecten.

Samen met het uitvoeren van CMIF, beide zijn actieve onderzoekers. Stoodley, een professor in microbiële infectie en immuniteit, richt zijn onderzoek op het identificeren van sleutelprocessen in de ontwikkeling en persistentie van biofilms, gemeenschappen van bacteriën die met elkaar leven en met elkaar communiceren, op de laboratoriumtafel en in klinische en industriële omgevingen. Zhang bestudeert de dynamiek tussen twee celcomponenten, de mitochondriën die energie leveren en de cytoskeletnetwerken die cellen helpen hun vorm te behouden, en hoe ze zich verhouden tot ziekte.

Bloedzuigende teken zijn veelvoorkomende dragers van ziekten bij mens en dier, en Zhang ging op zoek naar een gedetailleerd beeld dat zich richt op de anatomie van de mond - de structuurtekens gebruiken om zichzelf te verankeren aan de dieren en mensen die als hun bloedmaaltijdbronnen dienen.

Hij gebruikte monster autofluorescentie, de natuurlijke emissie van licht door biologische structuren, onder verschillende golflengten, om een ​​gedetailleerd en kleurrijk beeld te krijgen van de anatomie van de teekkop.

"Het beeld was treffend, en het kleurenschema van de autofluorescentie deed het mondgebied opduiken uit het hele beeld, "Zei Zhang. "Je kunt fijne details zien in de kop van de teek, en vooral het mondgebied, met omgekeerde pijlachtige structuren.

"Het is een goed voorbeeld van de slimme ontwerpen van de natuur."

Zowel Tedeschi als Zhang merkten op dat de Nikon Small World Photomicrography-competitie, nu in zijn 47e jaar, heeft een belangrijke rol gespeeld om het publiek te laten zien hoe mooi wetenschap kan zijn.

"De beelden hebben niet alleen een wetenschappelijke betekenis, maar ook een raam openzetten voor mensen, de fascinerende kleine wereld laten zien, ' zei Zhang.