کوی دانش - kooy

ابزار تصویربرداری و امکان مشاهده مغز با شفافیتی در حد نانومقیاس

 ابزار تصویربرداری و امکان مشاهده مغز با شفافیتی در حد نانومقیاس
13 مرداد
09:45 1394
اکنون به لطف یک فناوری تصویربرداری جدید می توان مغز انسان را که از نظر عمق و پیچیدگی به تنهایی جهانی دانسته می شود با جزئیات بسیار ریز مطالعه نمود. تعداد سیناپس های موجود در مغز انسان از تعداد کهکشان های جهان اطراف ما بیشتر است. اگر بخواهیم عدد و رقمی برای این ادعا قائل شویم می توان گفت در مغز انسان 100 تریلیارد سیناپس وجود دارد، درحالیکه تعداد کهکشان های موجود در جهان 100 میلیارد است، حال دانشمندان می توانند تمام این سیناپس ها را به صوت جداگانه مشاهده کنند.

ابزار تصویربرداری جدیدی ارائه شده است که فرصت بدست آوردن انواع اطلاعات را در مورد مغز انسان برای ما فراهم آورده و می توانیم نحوه کارکرد مغز را بشناسیم. این ابزار می تواند تصاویری با شفافیت در حد نانومقیاس بگیرد، مقیاس این تصاویر به اندازه ای کوچک است که می توان تمامی اجرام سلولی و بسیاری از اجزای وابسته سلولی را مشاهده نمود (بنابراین دانشمندان اکنون قادرند مواردی همچون نورونها و سیناپس ها، به علاوه آکسون، دندریت ها، گلیا، میتوکندری، سلول های رگ های خونی، و غیره را بررسی نمایند).

روش تصویربرداری یاد شده که حاصل تلاش محققان دانشکده پزشکی دانشگاه بوستون و دانشگاه هاروارد می باشد  از ابزار جمع آوری نوار خودکاری استفاده می کند که مجهز به چاقویی از جنس الماس است تا بتوان برش هایی در بخش های فوق نازک مغز ایجاد کرده و سپس آنها را زیر میکروسکوپ الکترونی بررسی نمود. با بهره گیری از نرم افزاری که دانیل برگر نویسنده همکار این مطالعه توسعه داده است می توان از رنگ های مختلف برای شناسایی اجرام سلولی متفاوت استفاده کرد.

محققان به منظور نمایش قابلیت های ابزار جدید، از آن برای بررسی مغز موشی بزرگسال استفاده کردند. آنها بخش بسیار کوچکی از نئوکورتکس این موش را با رزولوشنی تصویربرداری نمودند که وزیکول های سیناپتیک (کره های ریزی با قطر کمتر از 40 نانومتر که محل ذخیره انتقال دهنده های عصبی یا سیگنال های شیمیایی بوده و سپس آنها را به مقصد نورون "هدف" آزادسازی می کنند) را به صورت جداگانه مرئی نمود. ناحیه ی خاصی که این محققان اقدام به تصویربردای از آن کردند در دریافت اطلاعات سنسوری از سبیل های موش نقش دارد، سبیل های موش در قیاس با نوک انگشتان انسان بسیار حساس ترمی باشند.

با مشاهده تصویر سه بعدی گرفته شده از این ناحیه که رزولوشنی متوسط دارد می توان پی به مقیاس این ابزار تصویربرداری نوین برد، این برش ریز از مغز حاوی همان بخشی است که دانشمندان مذکور اقدام به مطالعه اش کردند، البته با اندازه ای بسیار کوچک که در حالت عادی نمی توان دید.

محققان متوجه افزونگی های چشمگیری در پیوندهای سیناپتیک شده و دست به تحلیل نحوه اتصال اکسون ها و دندریت ها زدند. اکسون فیبری عصبی است که انتقال تکانه های الکتریکی را به عهده دارد، درست شبیه همان وظیفه ای که کابل اپتیک انجام می دهد. دندریت ها را نیز می توان همچون سوکت های ورودی روی ابزارهای الکترونیکی درنظر گرفت، دندریت ها شاخه هایی هستند که از نورون خارج می شوند، تکانه ها را از اکسون ها دریافت داشته و اطلاعات دریافتی را بدل به سیگنالی می کنند که برای نورون قابل فهم باشد.

پیش از این، تصور می شد که پیوند بین اکسون ها و دندریت ها را می توان از مکان قرارگیریشان دانست، مفهومی که اصطلاحا قانون پیتر نامیده می شد، البته فرد ارائه دهنده این قاعده خود آنرا به چالش کشیده است. محققان اما خلاف این ادعا را اثبات کردند. رابطه بین اکسون ها و دندریت ها از آنچه شرح داده شد پیچیده تر است و به همین خاطر شاهدیم که روی برخی از دندریت ها چندین اکسون شکل می گیرد، درحالیکه باقی دندریت ها اینگونه نیستند. بهترین علامت شکل گیری سیناپس وجود سیناپس دیگری بین جفت اکسون و دندریت است. 

 با زوم بیشتر روی تصویر قبلی، شیء استوانه مانندی در قسمت میانی تصویر مشاهده می شود که ساخت سه بعدی از ناحیه تصویربرداری شده توسط دانشمندان می باشد.

 محققان بر این باورند که تصویربرداری با جزئیات فوق شفاف جهت مطالعه و شناخت کامل مغز انسان ضروی است. البته از سوی دیگر باید توجه داشت داده های بیشتر، سوالات بیشتری را در مورد مغز برمی انگیزد و ضرورتا به معنای شناخت بیشتر نیست، اما محققان نتیجه گیری خوشبینانه ای از این موضوع  گرفته و در مقاله تحقیقی خود نیز اظهار داشته اند که دلیلی برای عدم بررسی مغز با استفاده از این فناوری نیست و این کار را تا قبل از بدست آمدن نتایج خسته کننده ادامه خواهند داد.

 افزون بر این نویسنده ارشد این مطالعه به نام نارایان "بابی" کاستوری اعتقاد دارد پیچیدگی مغز بسیار بیشتر از آن چیزی است که قبل از این دانسته می شد. وی در شرح منظور خود می گوید: "پیش از این تصور می کردیم که اطلاعات کاملی از نحوه اتصال نورون ها به همدیگررا در اختیار داریم، اما اگر با استفاده از فناوری تصویربرداری ابداعی به مغز نگاه کنیم تازه متوجه می شویم اینگونه هم نیست. اتصالات آنقدر به هم پیچیده هستند که به سختی بتوان ترتیب آنها را دریافت. اما طبق بررسی هایی که انجام دادیم همین ساختار درهم تنبیده هم الگویی دارد که نمی توان آنرا به تصادف نسبت داد"

«تصویربرداری نانومقیاسی» از مغز بدین صورت تعریف می شود که در هر میکرومترمربع از بافت مغز مواردی که تا پیش از این مشاهده نمی شد را می توان دید. به این ترتیب می شود امیدوار بود که با این فناوری  فرصت های بزرگی را برای اکتشاف و بررسی دقیق مغز در اختیار داشته و روزی بتوانیم در آینده ی دوردست به پاسخ سوالات خود برسیم و تمام چیزهای لازم را در مورد نحوه عملکرد مغز بدانیم. 

بسیاری از دانشمندان البته مخالف این عقیده بوده و بررسی مغز با این شیوه را در حکم هدر دادن وقت و هزینه می دانند، به عنوان مثال جف لیچمن خاطر نشان می سازد که ساده انگارانه است اگر تصور کنیم بدین ترتیب می توان چیزهای زیادی در مورد مغز دانست. اما انسان بایستی رویاهای بزرگ در سر داشته و بدنبال غیرممکن ها برود زیرا تاریخ نشان داده روند جستجو بدنبال دانستن مجهولات به اندازه هدفی که از آن تعقیب می شود و شاید هرگز هم به آن نرسیم پرفایده است.

در همین رابطه مقاله ای در ژورنال Cell به چاپ رسیده است. 

با مشاهده تصویر سه بعدی گرفته شده از این ناحیه که رزولوشنی متوسط دارد می توان پی به مقیاس ابزار تصویربرداری نوین برد، این برش ریز از مغز حاوی همان بخشی است که دانشمندان مذکور اقدام به مطالعه اش کردند، البته با اندازه ای بسیار کوچک که در حالت عادی نمی توان دید.

javascript
کلمات کلیدی

اشتراک

درباره نویسنده

هنگامه خوش خلق

هنگامه خوش خلق

اینجانب فعالیت خود را به عنوان مترجم از سال 88 و با همکاری با انتشارات طاهریان آغاز کردم .و سپس به عنوان کارمند مترجم با شرکت های مختلفی همکاری داشته ام . در این میان لازم به ذکر است که فعالیت های اینجانب علاوه بر ترجمه کتاب (در آخرین مورد نشر آوند دانش)شامل ترجمه مقالات ، همکاری به عنوان مترجم شفاهی در دوره ها و سمینارهای مختلف و کار به عنوان مسئول مکاتبات و مکالمات خارجی شرکت توسعه اطلاعات بوده است .علاوه بر زبان انگلیسی ، آشنایی متوسط با زبان های اسپانیولی و ترکی استانبولی را نیز دارا می باشم .

 

شما اولین نفری باشید که برای این خبر نظر میدهد
تصویر امنیتی



عبارت در تصویر را وارد کنید


کشف راهی برای حذف مقاومت در برابر آنتی بیوتیک در باکتری ها

کشف راهی برای حذف مقاومت در برابر آنتی بیوتیک در باکتری ها

در حال حاضر، باکتریِ مقاوم در برابر آنتی بیوتیک (MRSA) در طول سال باعث مرگ هفتصد هزار نفر می شود. دانشمندان نگران این موضوع هستند که این آمار در سال 2050 به رقم هولناک ده میلیون نفر در سال برسد. در این بین دانشجویی 25 ساله از دانشگاه ملبورن بنام خانم «شو لام» باور دارد که راه حل را یافته است. او توانست راهی را کشف کند که مقاومت در برابر آنتی بیوتیک ها در باکتری ها را از بین ببرد و اینکار را بدون استفاده از آنتی بیوتیک ها انجام داده است. وی با موفقیت کامل یک مشکل بزرگ در تست های آزمایشگاهی را با استفاده از یک «پلیمرِ ستاره ای شکل» که باعث شکاف در سلولها می شود، برطرف کرده است. برای بررسی بیشتر با کوی دانش همراه باشید...

مطالعه متن کامل
گرافن سه بعدی با کاربردهای زیستی

گرافن سه بعدی با کاربردهای زیستی

تصور کنید که ایمپلنتهای استخوانی آینده از ذرات ریزی از گرافن که با هم جوش خورده اند و به ماده ای جامد تبدیل شده اند، ساخته شوند! این مهم بر اساس مطالعه ای که توسط دانشمندان دانشگاه رایس انجام گرفته امکانپذیر است. برای بررسی بیشتر با کوی دانش همراه باشید...

مطالعه متن کامل
خطر رژیمهای غذایی ناسالم در طول بارداری بر جنین

خطر رژیمهای غذایی ناسالم در طول بارداری بر جنین

تحقیق جدیدی که مسئولیت آنرا دانشمندان کینگ کالج لندن و دانشگاه بریستول برعهده داشتند مشخص کرد که رژیمهای پرچرب و پرقند در طول بارداری با بروز علائم اختلال کم توجهی (ADHD) در کودکان مرتبط است. این مطالعه در ژورنال Child Psychology and Psychiatry منتشر گردیده و اولین مطالعه در نوع خود است که بیان می کند مشکلات رفتاری کودک و همچنین اختلال کم توجهی و بیش فعالی بخاطر تاثیر مستقیم رژیم غذایی ناسالم مادر مخصوصاً در زمان بارداری است. برای بررسی بیشتر با کوی دانش همراه باشید...

مطالعه متن کامل
ساخت رگهای خونی جدید با یک ژل تزریقی

ساخت رگهای خونی جدید با یک ژل تزریقی

محققان موفق شدند طی یک درمانِ آزمایشی در موشهای مبتلا به دیابت، رگهای جدیدی را تولید کنند. این درمان در نهایت می تواند به افرادی که به بیماریهای عروقی مبتلا هستند، امیدهای تازه ای بدهد. برای بررسی بیشتر با کوی دانش همراه شوید...

مطالعه متن کامل
صبحانه، نهار وشام در یک بطری!

صبحانه، نهار وشام در یک بطری!

سویلنت 2 هم صبحانه است، هم نهار و هم شام، آنهم بصورت یک نوشیدنی. «سویلنت کافی اِست» برای تامین کافئین و داشتن طعم شکلات، در خودش کمی قهوه دارد. 20 درصد از آنرا ماکروناترینت تشکیل شده تا مواد مغذی روزانه شما را تامین کند. همچنین با اضافه کردن روغنهای موجود در برگه هلو، عصاره های سویا و آمینو اسیدهای موجود در چای سبز در نهایت معجونی برای صبحانه شما آماده می کند که با انرژی فوق العاده صبح خود را آغاز کنید.

مطالعه متن کامل
فناوری های جالبی که هنوز به بازار نیامده اند

فناوری های جالبی که هنوز به بازار نیامده اند

در این خبر نگاهی می اندازیم به تازه های فناوری در جهان، از پردازشگر بی سیم و کلاه جدید LED دوچرخه تا مجسمه ای خاص. پس با کوی دانش همراه شوید...

مطالعه متن کامل
یک دیوار بزرگ سبز، متشکل از گیاهان بومی

یک دیوار بزرگ سبز، متشکل از گیاهان بومی

موزه هنر مدرن سان فرانسیسکو (SFMOMA) روز شنبه برای علاقمندان هنر گشایش یافت، هزاران دوستدار هنر نیز مشتاقانه وارد فضای بازسازی شده این موزده شدند که بعد از پایان یک پروژه سه ساله، تقریباً سه برابر شده است. با اینکه طرح جدید، بسیار قابل توجه است اما در این میان چیزی که توجه ما را جلب کرده دیوار زنده SFMOMA می باشد. این دیوار غول آسا که بخشی هنر و بخشی معماری می باشد توسط Habitat Horticulture طراحی شده است و بزرگترین دیوار سبز عمومی متشکل از گیاهان بومی است که عناصر دوستدار محیط زیست را هم به نمایش می گذارد.

مطالعه متن کامل
گوگل و معرفی قابلیت "پاسخ دهی هوشمند" (Smart Reply) برای کاربران اینباکس بدون تایپ حتی یک کرکتر

گوگل و معرفی قابلیت "پاسخ دهی هوشمند" (Smart Reply) برای کاربران اینباکس بدون تایپ حتی یک کرکتر

"اسمارت ریپلای" که اواخر همین هفته در اختیار کاربران اپ ایمیلی موبایلِ اینباکس گوگل قرار گرفت، محتوای ایمیل دریافتی را خوانده و سه پاسخ پیشنهادی را در انتهای صفحه نشان می دهد که کاربر می تواند از میانشان یکی را انتخاب کند. به این ترتیب فرد می تواند بدون صرف هیچ زمانی برای نوشتن پاسخ کوتاه خودش به سرعت به ایمیل دریافتی پاسخ بدهد.

مطالعه متن کامل
Mini از عینک واقعیت افزوده رونمایی می کند

Mini از عینک واقعیت افزوده رونمایی می کند

مفهوم عینک واقعیت افزوده، می تواند در آینده به کمک رانندگان بیاید، این عینک در نمایشگاه اتومبیل شانگهای به نمایش گذاشته می شود.

مطالعه متن کامل
پیشرفت‌های مربوط به پژوهش در زمینه باتری خودرو، موضوع ارائه یک پژوهشگر برجسته در AAAS

پیشرفت‌های مربوط به پژوهش در زمینه باتری خودرو، موضوع ارائه یک پژوهشگر برجسته در AAAS

باتری‌های لیتیم- گوگرد نوید می‌دهند رنج استفاده از این باتری‌ها در خودروهای برقی، حداقل سه برابر استفاده از باتری‌های لیتیم- آهن فعلی باشد و هزینه بسیار کمتری نیز به همراه داشته باشد. این ویژگی‌ها سبب می‌شوند خودروهای برقی، استفاده‌های عملی‌تری داشته و به‌طور بالقوه برای بازار انبوه درخواست‌های بیشتری به خود اختصاص دهند. لیندا نَزَر که پرفسور شیمی دانشکده علوم در دانشگاه کانادائی واترلو می‌باشد، چشم‌انداز نویدبخش بودن و واقعی بودنِ باتری‌های لیتیم- گوگرد را در قالب این پژوهش ارائه خواهد کرد. این ارائه در نشست سالانه انجمن آمریکایی پیشرفت‌های علمی (AAAS) در شهر سن‌خوزه واقع در ایالت کالیفرنیا انجام خواهد شد. او نوآوری‌های اخیر را در زمینه راهکارهای مواد نانو و الکترولیت‌های جدید مورد تأکید قرار خواهد داد: نوآوری‌هایی که می‌توانند کمک کنند این سیستم‌های نسل آینده در انبارش انرژی، پتانسیل خود را در بازارهای مربوطه تحقق بخشند.

مطالعه متن کامل