قدم فريق بحثي في مجال تكنولوجيا التصوير التابع لقسم الهندسة الكهربائية والإلكترونية (EEE) بجامعة هونج كونج (HKU) بالتعاون مع جامعة كاليفورنيا ، بيركلي (UC Berkeley) صورًا متحركة غير مسبوقة لكيفية تدفق الدم فى خلايا دماغ فئران كانت مستيقظة .
ويوفر هذا التطور لعلماء الأعصاب أداة لفهم الأعمال الداخلية للدماغ بشكل أفضل ، لاسيما كيفية تغير تدفق الدم على مستوى الأوعية الدموية الفردية وعبر شبكة الأوعية الأكبر داخل الدماغ - وهي إشارة مهمة لكشف كيفية توزيع الطاقة وتنظيمها في الأدمغة السليمة والمريضة ( مثل مرض الزهايمر والسكتات الدماغية) .. يحتوي مجهر الفريق على تصوير ثنائي الفوتون ( الضوء) فائق السرعة يخترق الضوء بعمق أكبر في الأنسجة أكثر من تقنيات الفحص المجهري القياسية الذهبية لإلتقاط خلايا الدم في حركة سريعة ، حيث تعمل معظم التقنيات الأخرى باستخدام الفلورة أحادية الفوتون (الضوء) ولديها آلية مسح تركيز بطيئة ، مما يعني أنها تقتصر على التقاط نظم سرعة التدفق المنخفض في الحيوانات المخدرة التي لا تتحرك .
من ناحية أخرى ، يمكن لتقنية التصوير الثنائي الفوتون ( الضوء ) التي طورها الفريق البحثى التقاط تدفقات متحركة أسرع - في هذه الحالة ، خلايا الدم الحمراء - حتى عندما تكون الحيوانات مستيقظة وقادرة على الحركة إلى حد ما .. يعد تدفق خلايا الدم الحمراء مؤشرًا مهمًا لنشاط الدماغ ، والذي تغذيه الطاقة من إمدادات الدم.
ترأس فريق البحث متعدد التخصصات ، الذي يضم مهندسين وعلماء بيولوجيا عصبية ، البروفيسور " جي نا "، من قسم البيولوجيا الجزيئية والخلوية بجامعة كاليفورنيا في بيركلي ، والبروفيسور " كيفين تسيا "، من جامعة هونج كونج ( EEE ) ، وهو أيضًا مدير برنامج الهندسة الطبية الحيوية .. قال البروفيسور " تيسا " : " كان أحد القيود الرئيسية في تقنيات تصوير الدماغ الأخرى هو دقة الصور .. تقنيتنا قادرة على التعامل مع هذه الصور سريعة الحركة للغاية ، على الأقل 100 مرة أسرع من أحدث الخيارات الحالية" ، و أضاف :" إلتقاطها وصولا إلى خلايا الدم الفردية ، حيث يمكنك عد الخلايا وتتبع مسارها ".
تظهر صور الطريقتين اختلافات صارخة .. ففي تقنية سرعة التدفق المنخفض ، يشبه تدفق الدم تمويهًا وتشويهًا .. الصور من تقنية الفلورة ثنائية الفوتون ( الضوء ) أكثر تفصيلاً وتظهر بوضوح الخلايا الفردية في حركة سريعة .. أبلغ فريق البحث في البداية عن تقنية الفلورة عالية السرعة ثنائية الفوتون في عام 2020 عندما استخدموها في تسجيل الإشارات الكهربية بالملي ثانية للخلايا العصبية في فأر مستيقظ. مع هذا الإنتاج الأخير ، قاموا بتوسيع إمكانات تقنيتهم .. كما تم تطبيق نفس التقنية من قبل فريق البروفيسور " تسيا " في فحص السرطان من خلال تصوير الخلايا السرطانية في الدم .. قال " تسيا" :" إن العمل على تصوير خلايا الدم الفردية داخل الجسم الحي هو امتداد لهذا العمل ويظهر أن التكنولوجيا يمكن أن تمتد إلى أنواع أخرى من أبحاث علم الأعصاب ، وخاصة ديناميكا الدم الدماغية ، وهي ديناميات تدفق الدم إلى الدماغ".