Όταν η φύση… “ζωγραφίζει”

Για να κατανοήσουν πώς λειτουργεί ο υγιής εγκέφαλος και τι συμβαίνει σε μια εγκεφαλική νόσο, οι νευροεπιστήμονες χρησιμοποιούν πολλές μικροσκοπικές τεχνικές, που εκτείνονται από τις ανθρώπινες μαγνητικές τομογραφίες του ανθρώπινου εγκεφάλου έως την εσωτερική απεικόνιση ενός απλού νευρώνα, δημιουργώντας εκπληκτικές εικόνες.

Το αποτέλεσμα συχνά είναι εντυπωσιακό! Οι επιστήμονες του Queensland Brain Institute δημιούργησαν και παρουσιάζουν μία συλλογή από τις καλύτερες εικόνες υψηλής ανάλυσης για το 2017.

Δείτε εικόνες του εγκεφάλου όπως δεν τις έχετε ξαναδεί:

Αυτή είναι μια πλευρική οπτική του εγκεφάλου ενός εμβρύου ποντικιού. Οι άξονες των νευρώνων (σκούρο μπλε) που απελευθερώνουν τη ντοπαμίνη, ο νευροδιαβιβαστής που συμμετέχει στην ανταμοιβή και την ευχαρίστηση, αναπτύσσεται προς τις εγκεφαλικές περιοχές.

Καθώς η νευροεπιστήμη αποκτά όλο και περισσότερο δημόσιο ενδιαφέρον, οι ερευνητές προσπαθούν να κάνουν τα ευρήματά τους προσιτά, παραλληλίζοντάς την με το κίνημα της pop art. Αυτές είναι εικόνες MRI (Μαγνητικής τομογραφίας) του ανθρώπινου εγκεφάλου.

Αυτή η εικόνα αποκαλύπτει τις οπτικές ίνες διαμέσου του μεσολόβιου σε έναν εγκέφαλο τρωκτικού, μέσω μίας ειδικής τεχνικής νευροαπεικόνισης βασισμένη στη μαγνητική τομογραφία. Το μεσολόβιο συνδέει το αριστερό και το δεξί ημισφαίριο του εγκεφάλου μεταξύ τους. Τα χρώματα αντιπροσωπεύουν τις διαφορετικές κατευθύνσεις που οι δέσμες νευρώνων ταξιδεύουν μέσα στον εγκέφαλο.

Μικροσκοπικά θαύματα

Η πολύχρωμη εικόνα, δείχνει σε νανοκλίμακα τις κινήσεις των μεμονωμένων μορίων που είναι ουσιώδη για τη διαμεσολάβηση της επικοινωνίας μεταξύ των νευρώνων. Οι νευροεπιστήμονες, γνωρίζοντας τον τρόπο οργάνωσης αυτών των μορίων και πώς κινούνται, μπορούν να κατανοήσουν την υγεία και την ασθένεια του εγκεφάλου.

Μπορούν να μοιάζουν με πυροτεχνήματα, αλλά αυτή η εικόνα δείχνει κινήσεις μορίων ακτίνης σε νανοσκοπική κλίμακα. Η ακτίνη είναι μια βασική πρωτεΐνη που βρίσκεται σε όλα τα κύτταρα των φυτών και των ζώων, στην περίπτωση αυτή, σε ένα νευροεκκριτικό κύτταρο, ένας εξειδικευμένος τύπος νευρωνικού κύτταρου που απελευθερώνει μόρια μηνύματος στο αίμα.

Αυτή η εικόνα δείχνει τη δραστηριότητα ενός μόνο νευρώνα (με χρυσό χρώμα) στην περιοχή του εγκεφάλου, στο φλοιό, που καταγράφεται αφού οι περιφερειακοί νευρώνες έχουν ενεργοποιηθεί με φως.

Ο μπλε νευρώνας, ο οποίος θα μπορούσε να είναι ένα σαλάχι σε έναν κοραλλιογενή ύφαλο, εκφράζει μια πρωτεΐνη που έχει επισημανθεί με έναν φθορίζοντα δείκτη. Το ροζ των περιβαλλόντων κυττάρων σχηματίζεται από το ενδοπλασματικό δίκτυο, μια κυτταρική δομή σημαντική για την επεξεργασία και τη μεταφορά των πρωτεϊνών.

Αυτό το μέρος του νωτιαίου μυελού ενός ποντικού, παρουσιάζει μια ποικιλία νευρωνικών τύπων. Οι μικρότεροι νευρώνες με το ροζ χρώμα, σχετίζονται με τον πόνο και οι μεγάλοι πράσινοι νευρώνες με την κίνηση.

Η οργάνωση των νευρώνων στον ιππόκαμπο, μια περιοχή του εγκεφάλου που είναι σημαντική για τη μάθηση και τη μνήμη, μοιάζει με ένα χιονισμένο δάσος. Το «χιόνι» αποτελείται από κυτταρικούς πυρήνες, οι οποίοι περιέχουν το γενετικό υλικό κάθε κυττάρου. Τα «δέντρα» είναι οι προβολές των νευρώνων, κατά μήκος των οποίων κινούνται τα ηλεκτρικά σήματα για την επικοινωνία με άλλα κύτταρα.

Η απεικόνιση του εγκεφάλου όταν νοσεί

Στη νόσο του Alzheimer, η πρωτεΐνη tau (με χρυσό χρώμα) γίνεται τοξική καθώς συσσωρεύεται. Είναι δύσκολο να πιστέψουμε ότι αυτά τα συναρπαστικά, πολύμορφα σμήνη μπορεί να είναι τόσο καταστροφικά για τον εγκέφαλο.

Η κατανόηση των χαρακτηριστικών των εγκεφαλικών όγκων, είναι ζωτικής σημασίας για τους ερευνητές που αναζητούν συνεχώς νέες θεραπείες για τις ασθένειες. Η υψηλής ανάλυσης φθορίζουσα απεικόνιση, μας επιτρέπει να διερευνήσουμε πώς τα κανονικά εγκεφαλικά κύτταρα γίνονται καρκινικά κύτταρα και πώς συμπεριφέρονται. Αυτή η εικόνα δείχνει τη διαδικασία διείσδυσης των καρκινικών κυττάρων (με κόκκινο χρώμα) στον φυσιολογικό εγκεφαλικό ιστό (με πράσινο χρώμα).

Πηγή: psychologynow.gr