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2025-11-26 05:32:00
人間の脳は非常に複雑です。それはニューロンと細胞の密なネットワークで構成されています。エネルギーは少ないにもかかわらず、膨大な量の情報を処理できます。その謎の多くはまだ解明されていません。しかし、新しい ComSLi テクノロジーを使用すると、脳の繊維がどのように走っているかが正確に見えるようになりました。ミリアム・メンゼル助教授 デルフト工科大学 (TU Delft)発展した コムスリ。
「この技術を使用すると、脳組織の緻密な繊維ネットワークをミクロレベルまで解きほぐすことができます。密に絡み合った領域であっても、個々の神経線維も見ることができます。他の方法ではこれはできません。」
これがなぜ重要なのでしょうか?たとえば、アルツハイマー病やパーキンソン病などの病気の研究に役立ちます。したがって、科学者はこれらの病気が脳領域でどのように発生するかを確認できます。これまで、高密度に織られた繊維を区別することはほとんど不可能でした。
の研究者と共同で発表された新しい論文で、 デルフト工科大学、 スタンフォード大学、 エラスムス医療センター そしてドイツ人 ユーリッヒ研究センター (FZJ)どのようにして明らかになるか コムスリ あらゆる種類の組織に作用します。記事は次のとおりです ネイチャーコミュニケーションズ。
脳の線維を視覚化する
顕微鏡で脳の構造を研究するには、脳組織を薄いスライスに切ります。この組織は死亡者から採取されたもので、臨床センターに保管されています。高品質のマイクロメートルの薄さのスライスの場合、組織は最初にパラフィンワックスで硬化されます。このメソッドはと呼ばれます ホルマリン固定パラフィン包埋（FFPE）。欠点: 神経線維の光学特性が失われるため、他の画像技術がより困難になります。
コムスライ この問題はありません。組織を複数の角度から照射し、光がどのように散乱するかをカメラで記録します。メンゼル氏は、ミクロンピクセルごとの散乱を分析することで、研究者は繊維配向を計算できると説明しています。たとえ複数の繊維が互いに交差していても。
ComSLI は高価なレーザーや複雑なセットアップを必要としません。 「趣味のカメラと LED リングがあれば、基本的なバージョンは 1 日で作成できます」とメンゼル氏は言います。解像度はカメラによって異なります。臨床使用には 2 ～ 4 ミクロンが最適です。
その結果、色分けされた繊維配向のマップが得られます。それぞれの色は異なる角度を示します。これにより、脳領域を接続する線維束の詳細な画像が作成されます。パーキンソン病などの病気では、これにより病気がどのように進行するか、どの脳領域が関与しているかを示すことができます。
着色された線維を示す脳切片のスキャン。 © Georgiadis 他、Nature Communications 16:9572、2025
脳研究への物理学の応用
物理学者として訓練を受けたメンゼルは、ドイツ、英国、米国で学術経験を積み、現在は物理学と神経科学の交差点に立っています。 「物理学を利用して脳研究の課題に取り組むというアイデアに魅了されました。」彼女の初期の研究は、神経線維構造を視覚化する技術である偏光顕微鏡法に焦点を当てていましたが、密集した線維や交差する線維には困難がありました。
FZJ での博士課程の研究中に、彼女は偏光顕微鏡では不可能な方法で光散乱によって繊維の配向を明らかにできることを発見しました。この発見はイメージング法の開発への道を切り開きました。今、彼女は一つをリードしています デルフト工科大学の研究室 ComSLI 研究に完全に特化しています。
「脳は終わりのない物語です。学ぶべきことは常にあります。画像パラメータを調整するだけで、新しい要素が現れ、非常に興味深いものです。ですから、神経科学者が私たちが提供できる画像を理解し、これまで見たことのないものを見ることができるようになるのを見るのは非常に満足です」と彼女は強調する。
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ミリアム・メンゼル博士
デルフト工科大学助教授
ドイツ、英国、米国でさまざまな学業経験を積んだ後、2022 年 10 月にデルフト工科大学画像物理学科に着任しました。
多くのアプリケーション
ComSLI は、基本的にファイバー ネットワークがある場所ならどこでも、多くのアプリケーションに使用できます。この技術により、骨や血管の構造だけでなく、筋肉やコラーゲン線維も可視化されます。さらに、この方法は非生体組織にも使用できます。
有望な方向性: 腫瘍内のコラーゲン線維の研究。 「腫瘍の端にあるコラーゲンの構成から、がんの重症度についてさらに詳しく知ることができます」とメンゼル氏は指摘する。 「私たちの方法はこれらの変化を可視化し、がんの診断に新たな洞察をもたらす可能性があります。」
研究者の当面の目標は、ComSLI をより具体的にして、複雑な組織内の神経、筋肉、コラーゲン線維を区別できるようにすることです。主な目標は、この技術を臨床現場に導入し、患者がその恩恵を直接受けられるようにすることです。
長期的には、最も有望な用途の 1 つは術中診断です。つまり、手術中にこの技術を使用してリアルタイムの組織分析を提供します。 「外科医は私たちの方法を使用して、腫瘍の辺縁や脳線維路を迅速に評価できる可能性があります」とメンゼル氏は述べた。 「ComSLI は非破壊的で高速です。しかし、道のりはまだ長いです。」
#脳のファイバーネットワークを新たに考察