MIT: МРТ-зонд

2022: Анонс датчика для МРТ

В конце декабря 2022 года, используя новый специализированный датчик магнитно-резонансной томографии, исследователи Массачусетского технологического института показали, что они могут обнаружить свет глубоко в тканях, таких как мозг.

Изображение света в глубоких тканях чрезвычайно сложно, поскольку при прохождении света в ткани большая его часть либо поглощается, либо рассеивается. Специалисты Массачусетского технологического института преодолели это препятствие, разработав датчик, преобразующий свет в магнитный сигнал, который может быть обнаружен с помощью магнитно-резонансной томографии (МРТ).

Создан датчик для МРТ, который видит свет в глубинах мозга

Этот тип датчика может быть использован для картирования света, излучаемого оптическими волокнами, имплантированными в мозг, такими как волокна, используемые для стимуляции нейронов во время оптогенетических экспериментов. По словам исследователей, при дальнейшем развитии он также может оказаться полезным для мониторинга пациентов, получающих световые методы лечения рака.

Для того, чтобы сделать светочувствительный МРТ-зонд, исследователи решили заключить магнитные частицы в наночастицу, называемую липосомой. Липосомы, использованные в данном исследовании, изготовлены из специализированных светочувствительных липидов, которые ранее разработал Траунер. Когда эти липиды подвергаются воздействию света определенной длины волны, липосомы становятся более проницаемыми для воды, или "дырявыми". Это позволяет магнитным частицам внутри них взаимодействовать с водой и генерировать сигнал, который можно обнаружить с помощью МРТ.Чекап для искусственного интеллекта: зачем и как тестировать ИИ-решения?

Частицы, которые исследователи назвали липосомальными наночастицами-репортерами (LisNR), могут переходить от проницаемости к непроницаемости в зависимости от типа света, которому они подвергаются. В данном исследовании ученые создали частицы, которые становятся герметичными при воздействии ультрафиолетового света, а затем снова становятся непроницаемыми при воздействии синего света. Исследователи также показали, что частицы могут реагировать на другие длины волн света. Ученые протестировали датчики в мозге крыс, а именно, в части мозга под названием стриатум, которая участвует в планировании движений и реагировании на вознаграждение. После введения частиц в стриатум исследователи смогли составить карту распределения света от оптического волокна, вживленного рядом.

По информации ученых, оптоволокно, которое они использовали, похоже на то, которое применяется для оптогенетической стимуляции. В связи с этим, такое зондирование может быть полезным для исследователей, которые проводят оптогенетические эксперименты в мозге. В будущем этот тип датчика также может быть полезен для мониторинга пациентов, получающих лечение с использованием света, например, фотодинамическую терапию, которая использует свет лазера или светодиода для уничтожения раковых клеток.

На декабрь 2022 года исследователи работают над аналогичными зондами, которые могут быть использованы для обнаружения света, излучаемого люциферазами - семейством светящихся белков, которые часто используются в биологических экспериментах. Эти белки можно использовать для определения того, активирован ли определенный ген или нет.^[1]

Примечания