+38 (044) 467-51-05
+38 (044) 272-19-38
+38 (044) 272-19-23

Микроскоп для исследования мышц

Ежегодно миллионам пациентам диагностируют патологию в основе, которой лежит потеря нейромышечной функции. Одной из сложностей в лечении этих заболеваний невозможность объективно оценить прогрессирование болезни и успех лечения.

Для решения этой проблемы группа исследователей из Стэнфорда разработала микроскоп, который может визуализировать и измерять силу сжатия, соотнося ее с индивидуальной моторикой пациента. Такие исследования проводятся более 100 лет, но впервые это стало возможно на живом человеке в режиме реального времени.

Руководитель исследования говорит: «Что касается исследований микроструктуры мышц и динамики изменений при различных заболеваниях, то до сегодняшнего дня не существовало такой возможности. С этим микроскопом мы открываем новые горизонты в изучении мышечной системы при инсультах и прочих заболеваниях, включая боковой амиотрофический склероз и мышечной дистрофии. Исследование с помощью нового типа микроскопа абсолютно безопасно и практически безболезненно».

Каждое движение, которые мы делаем, становится возможным электрическому контакту между моторными нейронами и мышечнымы волокнами. Когда сигнал с мозга активирует нейрон, который производит целевое воздействие на сакромер, сократительную единицу мышечной ткани.

Скелетные мышцы имеют полосатую микроструктуру, отсюда и название поперечно-полосатая мускулатура. Дистанция между сакромерами определяет уровень генерируемой силы. Слишком малое или большое расстояние между функциональными единицами не позволяет генерировать достаточно силы. Ученые предполагают, что при большинстве нейромышечных расстройств расстояние между сакромерами изменяются и они выпадают из оптимального спектра генерации мышечного напряжения, что и приводит к ослаблению мышц. Созданный микроскоп позволил изучить эти процессы более подробно.

Работа новой модели микроскопа основывается на технологиях, которые разработаны в последние десятилетия. Прототипы этого устройства были очень громоздкими из-за сложной и большой системы оптических линз. Кроме того, в связи с использованием лазерного излучения, приходилось проводить исследование в полной темноте. Все это и многое другое приводило к ограничению использования этого метода.

Новый тип микроскопа состоит из нескольких компонентов, которые умещаются на прикроватной тумбочке. Источник лазерного излучения генерирует сверхкороткие импульсы в инфракрасном диапазоне. Из главного блока по фиброоптическим волокнам световая волна попадает в «оптическую» иглу, которая устанавливается в мышце пациента. Световая волна проходит через иглу и охватывает длину саркомера.

Благодаря явлению, которые называется тканевая гармоника, мышечные волокна преобразуют волну инфракрасного света в зеленый. Эта отраженная волна зеленого спектра проходит через иголку, рукоятку и оптические волокна попадает в регистрирующий модуль, где проходит обработка всех данных. Затем формируется изображение активности саркомера с возможностью измерения сокращения мышц.

Руководитель исследования добавляет: «В современной медицине мы все также используем оптический микроскоп, которые позволяет изучать препарированные биологические ткани. Но сейчас вы можете получать качественное микроскопическое изображение живой ткани и использовать полученные данные в лечении и диагностике различных заболеваний. Размер иглы сходен с иглой, который используется при вакцинации гриппа, только содержит миниатюрные оптические линзы. Полученное изображение по качеству практически не отличается от картинки классического оптического микроскопа при таких же исследованиях».

Игла датчик также может использоваться для стимуляции мышечного сокращения. Это необходимо при измерении реакции мышц у пациентов частично утративших контроль над мышечной функцией. Например, у пациентов с инсультом исследователи могут изучить анатомические и физиологические особенности пораженной мышечной ткани.

В настоящее время исследователи изучают возможность нового микроскопа при исследовании кожи и хрящевой ткани. А также занимаются адаптацией прибора для использования в рутинной практике медицинских учреждений, которые занимаются лечением пациентов с заболеванием мышечной системы.

Исследование опубликовано в журнале Neuron

 
 
 
 
В корзине 0 товар Оформить предзаказ Корзина пуста