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新系统实时捕捉癫痫发作
利用斑马鱼幼鱼，一项新研究首次提供了从开始到结束的高分辨率3D癫痫发作视频。
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一项新研究是首批提供癫痫事件高分辨率3D视频的研究之一。
癫痫发作是数秒内通过大脑的突然、压倒性的电能量波——事实上如此之快，以至于几乎不可能完全捕捉到这些电爆发从何处起源、如何移动以及在何处停止。
这就是为什么佐治亚大学的研究人员开发了一种新的高分辨率光片成像系统，其速度足以实时以3D方式记录癫痫发作。
使用斑马鱼幼虫——神经科学研究的标准动物模型——研究人员捕捉了癫痫发作穿过大脑的图像。
图像显示癫痫发作始于大脑后部，向前移动到处理视觉信息的中脑部分——视顶盖。这一区域控制眼球运动并管理动物对其所见内容的反应。电活动在数秒内逐渐消退。
该研究是首批提供从开始到结束的癫痫事件高分辨率3D视频的研究之一。
“大脑显然是三维的，所以当你有2D成像时，并非一切都能在单个2D平面上可见，”该研究的通讯作者、UGA工程学院教授Peter Kner说。
“看到某物去向或发生位置时，如果你看着2D平面，你会开始想，‘我真的捕捉到全部了吗？’”
以3D方式检查这些图像可能为癫痫发作如何形成及其如何传播提供新见解。癫痫传播是指癫痫活动在大脑的一个部分开始并通过大脑其他部分移动。这反过来帮助研究人员理解大脑如何运作。
更好地理解大脑如何运作可以为脑疾病和障碍的新疗法提供信息，Kner说。
光片显微镜使用一薄片光一次照亮样本的一个切片。它在活生物体上效果良好，因为它以高速提供清晰图像且背景低，使得能够快速跟踪如大脑活动等复杂过程。
新显微镜还依赖于自适应光学技术，该技术最初为天文学开发。
“当你看着夜空中的星星时，它们有点闪烁，因为大气使图像晃动，”Kner解释说。
“这看起来不错，但对天文学家来说不太好，因为他们得不到清晰锐利的图像。自适应光学技术纠正了这一点。”
在脑成像中也存在类似问题，由光穿过的组织引起。当光穿过组织时，其路径弯曲，图像变得模糊。使用自适应光学使研究人员能够获得更清晰的图像。
“你总是想要能得到的最清晰图像，”Kner说。“整个成像领域现在真的很令人兴奋。显微镜大约自1650年以来就存在了，所以你认为还有什么可能是新的？
“但这个领域还有很多地方可以发展。”
该研究发表在《Biomedical Optics Express》上。
该研究由美国国立卫生研究院的资助资助。
来源：佐治亚大学