마우스 뇌에 대한 초정밀 조사
- Photos / 문광주 기자 / 2023-04-23 23:29:08
2'40" 읽기
- 일반 MRI보다 수백만 배 해상도 높다.
- MRI 절차를 라이트 필드 현미경과 결합
자기 공명 영상(MRI)은 거의 정확히 50년 전에 발명되었다. 이 형광 투시법을 사용하면 강한 자기장이 신체 조직, 특히 물속에 있는 원자를 진동시킨다. 이러한 진동으로 생성된 전파는 MRI에 기록된다. 각 조직은 수분 함량에 따라 여기에 다르게 반응하기 때문에 결과 이미지에 회색 음영이 나타나 미세 구조를 볼 수 있다.
고해상도 단층촬영
여기에 표시된 마우스 뇌의 이미지는 훨씬 더 높은 해상도를 허용하는 새로운 MRI 방법에서 가져온 것이다. Duke University의 Allan Johnson과 그의 팀은 9.4 Tesla 자석과 특히 강력한 자기 코일을 사용하는 특수 단층 촬영기를 사용했다. 연구원들은 "그 결과 높은 각도 해상도로 인해 지금까지 만들어진 가장 상세한 뇌 연결 지도가 가능해졌다"고 설명했다.
이미지의 각 3차원 픽셀은 크기가 약 5㎛(마이크로미터)에 불과하다. 이는 현재 MRI보다 수백만 배 더 선명하고 연구에 사용되는 최고의 MRI 스캐너보다 2만7천 배 더 선명하다. 이것은 마우스 뇌의 미세 구조를 그 어느 때보다 더 잘 보이게 한다.
라이트 필드 현미경
이것이 전부가 아니다. 연구자들은 마우스 뇌의 MRI 이미지를 생성한 후 이를 명시야 현미경이라는 특별한 방법과 결합했다. 조직을 정화하고 특정 단백질에 대해 선택적으로 염색한 다음 픽셀당 1.8㎛의 해상도로 영상화했다. 그런 다음 특수 알고리즘이 이 현미경 이미지와 MRI 이미지를 결합한다.
결과는 선택한 염색 기술에 따라 색상이 특정 세포 유형과 뇌 연결을 인식할 수 있게 하는 이미지다. 그런 다음 이러한 합성 이미지를 통해 예를 들어 노화의 전형적인 뇌 변화나 알츠하이머병과 같은 신경 퇴행성 질환과 관련된 변화를 이해할 수 있다. "이것은 큰 차이를 만든다. 우리는 이제 완전히 새로운 방식으로 그러한 질병을 연구할 수 있다"고 Johnson은 말했다. (National Academy of Sciences 회보, 2023; doi:10.1073/pnas.2218617120)
출처: Duke University
- 일반 MRI보다 수백만 배 해상도 높다.
- MRI 절차를 라이트 필드 현미경과 결합
마우스 뇌에 대한 초정밀 조사
새로운 이미징 방법으로 뇌 이미지가 수백만 배 더 선명해진다.
색상의 정보 제공:
이 이미지는 전례 없는 해상도로 생쥐 뇌의 구조와 연결을 보여준다. 일반적인 자기 공명 영상(MRI)보다 수백만 배 더 높다. 새로운 MRI 절차를 라이트 필드 현미경과 결합함으로써 과학자들은 특정 뇌 영역 및 연결의 변화를 시각화할 수도 있다.
 |
| ▲ 라이트 필드(light field) 현미경과 결합된 새로운 MRI 방법은 생쥐 뇌의 고해상도 이미지를 가능하게 했다. © Duke Center for In Vivo Microscopy |
자기 공명 영상(MRI)은 거의 정확히 50년 전에 발명되었다. 이 형광 투시법을 사용하면 강한 자기장이 신체 조직, 특히 물속에 있는 원자를 진동시킨다. 이러한 진동으로 생성된 전파는 MRI에 기록된다. 각 조직은 수분 함량에 따라 여기에 다르게 반응하기 때문에 결과 이미지에 회색 음영이 나타나 미세 구조를 볼 수 있다.
고해상도 단층촬영
여기에 표시된 마우스 뇌의 이미지는 훨씬 더 높은 해상도를 허용하는 새로운 MRI 방법에서 가져온 것이다. Duke University의 Allan Johnson과 그의 팀은 9.4 Tesla 자석과 특히 강력한 자기 코일을 사용하는 특수 단층 촬영기를 사용했다. 연구원들은 "그 결과 높은 각도 해상도로 인해 지금까지 만들어진 가장 상세한 뇌 연결 지도가 가능해졌다"고 설명했다.
이미지의 각 3차원 픽셀은 크기가 약 5㎛(마이크로미터)에 불과하다. 이는 현재 MRI보다 수백만 배 더 선명하고 연구에 사용되는 최고의 MRI 스캐너보다 2만7천 배 더 선명하다. 이것은 마우스 뇌의 미세 구조를 그 어느 때보다 더 잘 보이게 한다.
라이트 필드 현미경
이것이 전부가 아니다. 연구자들은 마우스 뇌의 MRI 이미지를 생성한 후 이를 명시야 현미경이라는 특별한 방법과 결합했다. 조직을 정화하고 특정 단백질에 대해 선택적으로 염색한 다음 픽셀당 1.8㎛의 해상도로 영상화했다. 그런 다음 특수 알고리즘이 이 현미경 이미지와 MRI 이미지를 결합한다.
결과는 선택한 염색 기술에 따라 색상이 특정 세포 유형과 뇌 연결을 인식할 수 있게 하는 이미지다. 그런 다음 이러한 합성 이미지를 통해 예를 들어 노화의 전형적인 뇌 변화나 알츠하이머병과 같은 신경 퇴행성 질환과 관련된 변화를 이해할 수 있다. "이것은 큰 차이를 만든다. 우리는 이제 완전히 새로운 방식으로 그러한 질병을 연구할 수 있다"고 Johnson은 말했다. (National Academy of Sciences 회보, 2023; doi:10.1073/pnas.2218617120)
출처: Duke University
[더사이언스플러스=문광주 기자]
[ⓒ the SCIENCE plus. 무단전재-재배포 금지]
