Rejtett szöveti pályák: mindenütt ott vannak
Nem elhanyagolható tényező, hogy a mikroszkopikus rostok irányítják a szervek mozgását, funkcióját, kommunikációját. Az izmokban a rostok viszik tovább az erőt, a bélrendszerben a mozgást támogatják, míg az agyban ezek szállítják az elektromos jeleket, amelyek összekötik az agyterületeket. Idővel különböző betegségek – például Alzheimer-kór vagy szklerózis multiplex – megbontják ezeket a pályákat. Pontosan ilyen hálózatok szétesése áll az idegrendszeri rendellenességek hátterében is.
Sokáig azért maradtak ezek láthatatlanok, mert bonyolult, drága eljárásokra, speciális festésekre vagy tökéletesen konzervált mintákra volt szükség ahhoz, hogy valódi struktúrákat figyelhessenek meg. Az MRI például csak a nagyobb anatómiai hálózatokat képes feltérképezni, míg a hagyományos mikroszkópia nem tudja a rostkereszteződéseket élesen megmutatni.
Mikroszerkezet feltárása LED-lámpával
A ComSLI működése igazán egyszerű: amikor a fény eléri ezeket az apró szerkezeteket, mindig más irányban szóródik – ez az irány pedig árulkodik a rostok pontos elrendeződéséről. A kutatók folyamatosan forgatják a fényforrást, és minden szögből rögzítik a szórt fényt, majd számítógépes programokkal rostorientációs térképeket készítenek. Így akár mikrométeres pontossággal lehet meghatározni, hol milyen rostok találhatók, hogyan futnak át egymáson, milyen sűrűn helyezkednek el.
A módszer előnye, hogy szinte bárki megvalósíthatja: nem kell hozzá drága labor, sem különleges előkészítés. A kórházakban és patológiai laborokban rutinszerűen használt formalinban fixált, parafinba ágyazott metszetek mellett friss-fagyasztott, festett vagy akár sima, festetlen mintákon is működik. Bármilyen régi, akár százéves preparátum is újravizsgálható – ezzel visszamenőleg is meg lehet fejteni például régóta tárolt agyminták rejtett szerkezetét.
Az agy útvonalainak részletes feltérképezése
A ComSLI forradalmi hatással lehet az agy kutatására. Az eljárással sikerült standard üveglemezekre helyezett teljes emberi agymetszeteket elemezni, és olyan struktúrákat bemutatni, amelyek eddig láthatatlanok maradtak. Idővel ezzel pontosan feltérképezhető, hogyan alakulnak át a rosthálók neurológiai betegségek során, például szklerózis multiplexben, leukóencefalopátiában vagy Alzheimer-kórban.
Külön figyelmet kapott a hippocampus, amely a memória kialakulásának és előhívásának kulcsterülete, és az egyik első hely, amelyet az Alzheimer-kór megtámad. Eddig elképzelhetetlen részletességgel vált láthatóvá, hogy a beteg hippocampusban a kereszteződő rostok nagyrészt szétesnek, a fő információs pálya (perforáns pálya) szinte eltűnik, miközben az egészséges mintában sűrű és szerteágazó rendszer található. Az ilyen, színkódolt rosttérképekkel egyszerre kapunk vizuális képet a memóriahálózatok széttöredezéséről.
Elképesztő módon a kutatók egy 1904-ben készült, közel 120 éves agyszeletben is részletes mintázatokat azonosítottak – így akár történelmi betegminták is új tudást adhatnak.
Túl az agyon: izmok, csontok és erek feltérképezése
A módszer más szervekben is működik. Izomban például több, eltérő irányba rendeződő réteget azonosítottak, amelyek a rágáshoz és a beszédhez szükséges mozgásokhoz kellenek. A csontban a kollagénrostok elrendeződése a mechanikai terheléshez igazodik, az artériákban pedig a kollagén és az elasztin váltakozó rétegei adják a szívósságot és a rugalmasságot. Így bármilyen szervet vagy fajt vizsgálnak, egy újabb szempontból ismerhetjük meg a szerkezet és a működés összefüggéseit.
Nem elhanyagolható tényező, hogy világszerte több millió tárolt mikroszkópos metszet rejt érintetlen információkat. Az új eljárás lehetővé teszi, hogy ezek elemzésével visszamenőleg is rájöjjünk rég elfeledett titkokra: legyen szó agyarchívumokról, híres emberek mintáiról vagy a betegségek generációkon átívelő változásairól.
Idővel minden labor és intézet számára kinyílhat a mikrovilág – ezzel a történelmi és modern mintaanyagok soha nem látott részletességgel mutathatják meg, mennyire összetett a testünk rejtett belső hálózata.
