Beyin Araştırmaları İçin Umut Verici Yeni Bir Görüntüleme Tekniği Geliştirildi

Polarize ışığı histolojik beyin bölümlerinden iletirken, farklı diattenüasyon türleri (ışığın polarizasyonuna bağlı zayıflama) gözlemlenebilir. Bazı beyin bölgelerinde, sinir liflerine paralel olarak polarize edildiğinde ışık minimal zayıflarken (D + olarak adlandırılır), diğerlerinde ise maksimum oranda zayıflar (D− olarak adlandırılır). Bu etkilerin altında yatan mekanizmalar ve bunların doku özellikleri ile olan ilişkileri şimdiye kadar bilinmemektedir.

Forschungszentrum Jülich ve Groningen Üniversitesi bilim adamları tarafından geliştirilen yeni bir görüntüleme yöntemi daha önce erişilmesi zor olan beyin dokusu hakkında yapısal bilgi sağlayabiliyor. Diattenüasyon görüntüleme (Diattenuation Imaging - DI) olarak tanımladıkları bu yöntem ile mevcut görüntüleme yöntemleriyle kolayca ayırt edilemeyen, çok sayıda ince sinir lifi bulunan bölgelerden birkaç kalın sinir lifi bulunan bölgeleri ayırt etmek mümkün oluyor. DI yöntemi, Forschungszentrum Jülich'de geliştirilen ve mikrometre çözünürlüğünde sinir lifi yollarını ortaya çıkaran bir beyin görüntüleme tekniği olan 3D Polarize Işık Görüntüleme (3D-PLI) 'ye dayanıyor.

3D-PLI ölçümü sırasında histolojik beyin bölümleri polarize ışıkla aydınlatılıyor. Salınım yönünün (polarizasyon) sinir liflerine göre nasıl yönlendirildiğine bağlı olarak, ışık sinir liflerinin uzamsal yönelimini hesaplamak için farklı derecelerde kırılıyor. Çift kırılma olarak adlandırılan bu etki, beyindeki birçok sinir lifini çevreleyen yalıtkan bir tabaka olan miyelin kılıfından kaynaklanıyor.

3D-PLI ışığın polarizasyona bağlı kırılımını ölçerken, bir diattenasyon ölçümü ışığın polarizasyona bağlı zayıflamasını, yani beyin bölümünden geçerken polarize ışığın yoğunluğunun ne kadar azaldığını belirliyor. Ölçüm ise iki filtre çıkartılıp, 3D-PLI ile aynı cihaz ile gerçekleştiriliyor.

MS’i Daha İyi Anlamamıza Yardımcı Olabilir

Bilim adamları, DI'nın farklı beyin bölgeleri arasında ayrım yapmayı sağladığını, bazı bölgelerde ışığın polarizasyonu sinir liflerine paralel yönlendirildiğinde beyin dokusu maksimum şeffafken, diğer bölgelerde polarizasyon sinir liflerine dik olarak yönlendirildiğinde doku maksimum şeffaf olduğunu gösterdiler. Dokunun nasıl davrandığı, diğer şeylerin yanı sıra, beyin bölümlerine yerleşimden sonra geçen zamana bağlıydı. JUQUEEN üzerindeki simülasyonları kullanarak, gözlemlenen etkilerin, liflerin çapı veya miyelin kılıflarının kalınlığı gibi diğer doku özelliklerine de bağlı olduğunu gösterdiler.

Araştırmacılar, gelecekte, DI yönteminin, miyelin kılıfındaki değişikliklerle birlikte görülen multipl skleroz veya multisistemik atrofi (MSA) gibi nörodejeneratif hastalıkları incelemek için kullanılabileceğini, ayrıca teknoloji patolojik değişiklikleri görünür hale getirmeye ve beynin karmaşık yeniden yapılanmasına yardımcı olan bağlı bölgeleri ve doku tiplerini tanımlamaya yardımcı olabileceğini belirttiler.