Ученые кафедры биоинженерии Инженерной школы Суонсона использовали визуализацию для картирования архитектуры нервов внутри тканей коленного сустава, чтобы уточнить — как нервные структуры в пронизанных нервными волокнами суставах связаны с болью, что может объяснить расстройства височно-нижнечелюстного сустава. Височно-нижнечелюстные расстройства — это группа из более чем 30 заболеваний, вызывающих боль и дисфункцию челюсти.
Височно-нижнечелюстные суставы с обеих сторон лица соединяют челюстную кость с черепом и действуют как скользящий шарнир, позволяя нам говорить, жевать и зевать. Связь между плотностью нервных волокон и болью в суставах мало изучена, и традиционный метод изучения нервов этих суставов включает в себя нарезку ткани на тонкие полоски и окрашивание их красителями, чтобы сделать нервные клетки видимыми под микроскопом.
Однако разрезание ткани разрушает ее трехмерную структуру, что делает невозможным наблюдение за тем, как нервы разветвляются в суставе. Чтобы получить четкое изображение этих нервных структур в 3D, ученые применили флуоресцентную микроскопию с плоскостным освещением и такой метод визуализации, как просветление ткани.
Ученые сравнили два способа просветления тканей. Один из них, c‑Clear, оказался лучше: он дает очень четкую трехмерную карту нервов, хотя и требует много времени — на одно изображение уходит 6−8 недель. Зато результат стоит усилий: видно, как нервы располагаются и разветвляются. Правда, такие снимки создают огромный объем данных — одна карта может занимать целый терабайт, а вся коллекция проекта — 16 терабайт. С хранением и обработкой помогает вычислительная инфраструктура Центра биологической визуализации: данные в итоге выкладывают в открытый доступ.
Колено крысы в данном исследовании стало своего рода тренировочной моделью. В рамках большого проекта ReJoin ученые составляют карты нервной архитектуры разных суставов, чтобы лучше разобраться, как в организме возникает боль. Впоследствии ученые планирует применить отработанные методы уже к височно‑нижнечелюстному суставу человека, чтобы найти связь между строением нервов и болью — например, уточнить, почему у одних людей сустав на снимке выглядит проблемным, а дискомфорта они почти не чувствуют, а у других все наоборот.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что разработан способ визуализации опухолей без красителей.
