Ученые обнаружили скрытые сети волокон внутри человеческих тканей

Исследователи из Медицинского центра Стэнфордского университета разработали простой и доступный метод, позволяющий выявлять скрытые сети микроскопических волокон внутри человеческих тканей — от головного мозга до мышц и костей. Новый подход открывает возможность изучать структуру тканей с микронным разрешением даже на гистологических образцах, которым более ста лет.

Метод
получил название вычислительной визуализации рассеянного света (Computational
Scattered Light Imaging, ComSLI). Он основан на анализе того, как свет
рассеивается при прохождении через микроструктуры ткани. В зависимости от
ориентации волокон свет рассеивается по-разному, и, изменяя направление
освещения, ученые могут восстановить карту расположения и плотности волокон в
каждом участке образца.

По словам руководителя исследования Мариоса Георгиадиса, информация о
микроструктуре тканей всегда присутствовала в образцах, но оставалась «скрытой
на виду». Технология ComSLI позволяет визуализировать эти данные без
использования специальных красителей, дорогостоящего оборудования или сложной
подготовки материала. Для работы достаточно вращающегося светодиодного
источника, микроскопической камеры и программных алгоритмов обработки
изображения.

Одним из ключевых преимуществ метода, , описанного в журнале Nature
Communications, стала его универсальность. ComSLI работает с наиболее
распространенными типами гистологических срезов — фиксированными формалином и
залитыми парафином, свежезамороженными, окрашенными и неокрашенными образцами.
Это позволяет повторно анализировать архивные препараты, созданные десятилетия
назад, и извлекать из них новую научную информацию.

Применив технологию к тканям головного мозга, ученые смогли детально
визуализировать микроскопические волоконные пути, отвечающие за передачу
сигналов между различными областями. Особое внимание было уделено гиппокампу —
зоне, критически важной для памяти.

Сравнение здоровых образцов и тканей пациентов с болезнью Альцгеймера показало
выраженное разрушение волоконных связей и утрату ключевых путей передачи
сигналов, что позволяет наглядно проследить деградацию нейронных цепей при
нейродегенеративных заболеваниях.
Для проверки возможностей метода исследователи также проанализировали срез
мозга, подготовленный еще в 1904 году. Несмотря на возраст образца, ComSLI
позволил выявить сложные волоконные структуры, подтвердив пригодность технологии
для работы с историческими материалами.

Помимо мозга, метод успешно применили к другим тканям. В мышцах он выявил
слоистую организацию волокон, связанную с движением и гибкостью, в костях —
ориентацию коллагеновых волокон по линиям механической нагрузки, а в артериях —
чередование коллагеновых и эластиновых слоев, обеспечивающих прочность и
эластичность сосудов.

По мнению авторов, технология ComSLI может существенно изменить подход к
изучению строения и функций тканей, а также превратить миллионы хранящихся в
лабораториях и клиниках гистологических слайдов в источник новых данных. В
перспективе метод может помочь глубже понять механизмы развития заболеваний и
расширить возможности диагностики на микроструктурном уровне.

Источник: mignews.com