ساخت دستگاه تصویربرداری مینیاتوری برای مشاهده لحظه ای فعالیت های مغزی
دانشمندان دستگاه تصویربرداری مینیاتوری جدیدی ساختهاند که فعالیت مغز را در زمان واقعی و با وضوح بالا ثبت میکند.
به گزارش تکناک، این دستگاه با تصویربرداری سهبعدی و با وضوح بالا، امکان مشاهده فعالیتهای عصبی در مغز موشهای زنده و در حال حرکت را فراهم ساخت و میتواند راه را برای درمانهای نوین اختلالات مغزی هموار میکند.
گامی بزرگ در تصویربرداری عصبی
این دستگاه تصویربرداری نوآرانه میتواند فعالیت سلولهای مغز موشها را همزمان با حرکت آزادانه آنها ثبت کند. این یک دستاورد بسیار بزرگ است زیرا برای اولین بار امکان مشاهده دقیق ارتباط بین کارکرد مغز و رفتار یک موجود زنده را فراهم میکند.
چنین بینشی میتواند به توسعه راهبردهای درمانی جدید برای اختلالات مغزی کمک کند و در نهایت کیفیت درمانها و سلامت انسان را بهبود بخشد.
دوربین بدون لنز با بازسازی سهبعدی
پروفسور ویجیان یانگ و گروهش، با الهام از تحقیقات گذشته، این دوربین کوچک و انقلابی به نام DeepInMiniscope ساختهاند.
این دوربین به جای لنزهای بزرگ و سنگین، از یک صفحه نازک با تعداد زیادی لنز ریز استفاده میکند. هر لنز از زاویهای متفاوت به سوژه نگاه میکند، و یک نرمافزار هوشمند همه این تصاویر را ترکیب میکند تا یک تصویر سهبعدی دقیق، آن هم فقط در یک مرحله بسازد.
این طراحی کوچک و هوشمندانه، میتواند تحولی بزرگ در تصویربرداری از موجودات زنده و مطالعه ساختارهای پیچیده بدن (مانند مغز) ایجاد کند.
عبور از محدودیتهای روشهای تصویربرداری قبلی
دوربینهای قبلی بیشتر برای اجسام بزرگ در محیطهای صنعتی مناسب بودند، چون نور در آن فضاها کمتر پخش میشود. اما در بافتهای زنده که نور پراکنده است و تصویر وضوح کمی دارد، عملکردشان محدود بود.
فناوری جدید DeepInMiniscope با استفاده از ماسکی نازک با بیش از ۱۰۰ لنز ریز و یک نرمافزار هوشمند، این مشکل را حل کرده. حالا میتوان بدون جراحی، از داخل بافت زنده تصویربرداری دقیق انجام داد.
ثبت لحظهای فعالیتهای عصبی موش
این دستگاه از نوعی هوش مصنوعی استفاده میکند که با ترکیب یادگیری عمیق و روشهای بهینهسازی، اطلاعات دریافتی از لنزهای مختلف را کنار هم میگذارد و یک تصویر دقیق از فعالیت مغز میسازد.
پژوهشگران با این روش توانستهاند لحظهبهلحظه فعالیت نورونها در مغز موش را ثبت کنند و جزئیات پیچیده عملکرد مغز را با وضوح بالا نشان دهند.
به گفتهی یکی از پژوهشگران، این الگوریتم سریع، دقیق و قابلتوسعه است و حتی با دادههای آموزشی کم، میتواند حجم زیادی از اطلاعات را با دقت بالا پردازش کند.
مرحله بعدی در توسعه این فناوری، کاهش اندازه دستگاه به حدود ۲ سانتیمتر مربع و افزودن قابلیت بیسیم است. این کاهش اندازه به پژوهشگران اجازه میدهد تا فعالیت مغزی موشهای در حال حرکت آزاد را ثبت کرده و درک دقیقتری از نقش مغز در هدایت رفتار بهدست آورند.
