Четкое сканирование мозга бодрствующих и бегающих мышей

Источник: ikirov.ru

Исследователи Национального ускорительного центра Томаса Джефферсона, Национальной лаборатории Окриджа, Университета Джона Хопкинса и Университета Мэриленда (США) разработали новую систему для исследования мозга мышей. Наблюдения за мозгом мышей позволяют изучать различные нейродегенеративные заболевания и создавать новые препараты для их лечения. Большинство ядерных методик визуализации предполагают усыпление мышей при помощи лекарств, или фиксацию животных в каких-либо механических устройствах. Но ученые утверждают, что результаты таких процедур могут быть неточными из-за физических и химических ограничений, применяемых к животным. В итоге исследования болезней Альцгеймера, Паркинсона и т. п. нарушений усложняется. Новая система получила название AwakeSPECT.

Аббревиатура SPECT расшифровывается как Single-Photon Emission Computed Tomography (однофотонная эмиссионная компьютерная томография, ОФЭКТ). Как заявил руководитель проекта Дрю Вейсенбергер, технология SPECT ранее уже использовалась для различных диагностических исследований организма человека и животных. Отличие новой разработки в том, что она не требует наркоза и механической фиксации лабораторных животных. Предварительная подготовка включает закрепление на голове мыши трех маркеров, которые контролируются инфракрасной системой слежения. Затем в мозг животного вводится радионуклид, он накапливается в конкретных функциональных областях мозга. Вещество испускает гамма — лучи в виде одиночных фотонов, которые собираются детекторами для сканирования с разных точек зрения.

Наконец, данные сканирования объединяются при помощи специального алгоритма, и получается четкое трехмерное изображение. В комплексе AwakeSPECT используется две гамма-камеры, изготовленные в центре Томаса Джефферсона, и созданная там же программа для получения трехмерных изображений. Движения мыши отслеживаются инфракрасной камерой, разработанной в Национальной лаборатории Окриджа. Наконец, имеющиеся в продаже системы компьютерной томографии предоставляют дополнительные анатомические сведения. Ученые из Университета Джона Хопкинса, во главе с Мартином Помпером, провели первое исследование мозга мыши с помощью AwakeSPECT. Они наблюдали за действием препарата 123I-иофлюпана (часто используется для изучения транспорта дофамина в мозге) на бодрствующих мышей и мышей под наркозом.

Оказалось, что в спящем состоянии поглощается менее чем половина от того количества препарата, которое может быть поглощено у бодрствующего организма. Таким образом, было доказано, что использование анестетиков может вносить путаницу в исследование поглощения различных препаратов. Как заявил г-н Дрю Вейсенбергер, разработка уже доказала свою работоспособность, остались незначительные доработки. В ближайшее время ученые планируют улучшить работу инфракрасной системы слежения, а также сделать интерфейс системы более удобным для исследователей. Возможно, в будущем AwakeSPECT будет использоваться не только для экспериментов с животными, но и для диагностики людей.