Les neuroscientifiques étudient la communication neuronale avec ultra

20 juin 2023

Cet article a été révisé conformément au processus éditorial et aux politiques de Science X. Les éditeurs ont mis en avant les attributs suivants tout en garantissant la crédibilité du contenu :

faits vérifiés

publication évaluée par des pairs

relire

par Institut Leibniz pour les technologies photoniques eV

Afin d'étudier l'activité des structures neuronales ainsi que l'interaction des cellules nerveuses, des technologies mini-invasives fournissant des images de tissus délicats du cerveau profond sont nécessaires. Un nouvel endomicroscope très fin, développé par une équipe internationale avec la participation de Leibniz IPHT, promet des observations approfondies extrêmement douces et offre la possibilité d'étudier des zones du cerveau de manière très détaillée et d'étudier l'apparition et la progression de graves maladies neuronales.

L'instrument devrait aider les neuroscientifiques à définir de nouvelles stratégies pour lutter contre ces conditions débilitantes. Les chercheurs ont publié leurs résultats dans la revue Nature Communications.

Les maladies neuronales telles que l'autisme, l'épilepsie, la maladie d'Alzheimer ou la maladie de Parkinson sont encore mal connues. Par conséquent, prévenir, traiter ou atténuer ces maladies reste un défi majeur. Afin de mieux comprendre les causes et les origines de ces maladies, et de développer et suivre des thérapies adaptées, il est important de décrypter et d'étudier comment les cellules nerveuses affectées, souvent situées dans des structures très profondes du cerveau, se comportent au sein du cerveau. complexité naturelle de tout l’organisme.

Les neuroscientifiques étudient ces conditions sur de petits modèles animaux et exploitent des techniques d'endoscopie mini-invasives pour étudier les structures cérébrales profondes. À cette fin, des scientifiques de l'Institut Leibniz de technologie photonique (Leibniz IPHT) à Jena, en Allemagne, travaillent en collaboration avec l'équipe de photonique complexe de l'Institut des instruments scientifiques de l'Académie tchèque des sciences à Brno, en République tchèque, sur un nouveau projet. approche basée sur la fibre.

Avec un diamètre de seulement 110 micromètres, l'endoscope est à peu près aussi fin qu'un cheveu humain, permettant l'acquisition d'images à une profondeur tissulaire sans précédent et au niveau subcellulaire. Cela permet non seulement de rechercher des structures cérébrales profondes, auparavant difficiles d’accès, mais également d’étudier avec précision la connectivité neuronale et l’activité de signalisation des neurones individuels du cerveau.

"Au cœur du système endoscopique se trouve une fibre de verre optique ultra-mince qui sert de sonde. Grâce à l'holographie numérique, nous pouvons l'utiliser pour imager et visualiser des cellules et des vaisseaux sanguins individuels avec une haute résolution, sans distorsion et avec une haute résolution. -contraste. La conception de l'endoscopie très fine permet un examen in vivo extrêmement atraumatique sans endommager les tissus environnants », explique le professeur Tomáš Čižmár, chef du département de recherche et de recherche technologique sur les fibres à Leibniz IPHT, qui a dirigé le développement du instrument.

Les solutions endoscopiques conventionnelles utilisées dans la recherche en neurosciences in vivo utilisent généralement des lentilles à tige spécialisées (GRIN), qui transmettent les images d'une extrémité à l'autre. En raison de leur empreinte, ils peuvent présenter un risque élevé de lésions tissulaires et affecter gravement la validité des études en neurosciences. L'endoscope holographique nouvellement développé surmonte cet inconvénient en utilisant une seule fibre optique multimode comme sonde d'imagerie, ce qui en fait la méthode la moins invasive pour visualiser les zones sensibles du cerveau.