Учёные нашли способ изучать скрытые сети волокон в организме человека

Группа учёных из Стэнфордского университета представила новый метод визуализации, получивший название «вычислительная визуализация рассеянного света» (ComSLI), который позволяет детально отображать микроскопические волокнистые сети в биологических тканях человека. Эти сети, состоящие из нервных или коллагеновых волокон, присутствуют во всех органах и системах, определяя их механические и сигнальные функции.

В основе ComSLI лежит анализ рассеяния света. Установка состоит из стандартного микроскопа, камеры и вращающегося светодиодного источника света. Проходя через образец ткани, свет рассеивается по-разному в зависимости от ориентации и плотности микроскопических волокон. Собирая данные о рассеянии света под разными углами, специальные компьютерные алгоритмы создают подробную карту микроструктуры. В результате получаются карты, известные как функции распределения ориентации (ФРО), которые с микронным разрешением показывают расположение и пересечение волокон. Этот метод не требует использования флуоресцентных красителей или сложных меток.

Эффективность технологии была продемонстрирована при сравнении образцов гиппокампа здоровых людей и пациентов с болезнью Альцгеймера. С помощью ComSLI исследователи зафиксировали значительное ухудшение микроструктуры и уменьшение количества плотных пересечений волокон в поражённых тканях мозга. Технология также показала свою применимость для анализа структур мышечных, костных и сосудистых тканей. Потенциальные области применения включают изучение последствий черепно-мозговых травм и анализ микроокружения опухолей для диагностики рака.

Ключевым преимуществом ComSLI является его доступность. Для внедрения метода не требуется дорогостоящее специализированное оборудование или длительная подготовка персонала, что позволяет использовать его в большинстве лабораторий. Кроме того, технология совместима с архивными образцами тканей, в том числе хранящимися десятилетиями. Это открывает возможности для пересмотра старых коллекций биологических материалов с целью получения новой информации о микроструктурных изменениях при различных заболеваниях.

Источник: Popular Mechanics