Un team di ricercatori tedeschi, i Paesi Bassi e l'Italia hanno sviluppato un modo per utilizzare la luce diffusa per mappare i punti di attraversamento del percorso delle fibre nervose nel cervello. Nel loro articolo pubblicato sulla rivista Lettere di revisione fisica , il gruppo descrive il loro lavoro con la diffusione della luce nella microscopia a trasmissione e ciò che ha rivelato nel cervello umano.

Una parte dello studio del cervello umano coinvolge il lavoro che cerca di stabilire l'architettura dei percorsi tridimensionali che compongono le fibre nervose. Lo strumento standard per tale ricerca è la microscopia di polarizzazione, che consente la creazione di immagini 3D con risoluzione micrometrica. Ma un punto debole per tale lavoro sono i punti di attraversamento, in cui una rete in fibra ne incrocia fisicamente un'altra. La tecnologia attuale non consente di determinare quale fibra è in cima, come si vede con i ponti autostradali, o se le fibre si intersecano semplicemente, come strade di campagna. In questo nuovo sforzo, i ricercatori hanno trovato un modo per mappare i punti di attraversamento dei percorsi con dettagli senza precedenti.

Per superare i deficit della tradizionale microscopia a polarizzazione, i ricercatori hanno cercato dati nella microscopia a trasmissione convenzionale che non erano stati studiati prima. Hanno scoperto che gli effetti della luce trasmessa durante la microscopia dipendono dall'angolo delle fibre rispetto alla direzione di propagazione della luce. Hanno usato tali informazioni per creare simulazioni numeriche che mostrassero che le informazioni aggiuntive potevano essere utilizzate per distinguere tra fibre che si incrociano nel piano e quelle che puntavano fuori dal piano. Hanno usato ciò che hanno appreso dalle simulazioni per condurre ulteriori studi di microscopia con il tessuto nervoso reale. Così facendo, hanno dimostrato una tecnica che ha permesso di ricostruire la sottocultura del tessuto cerebrale con dettagli senza precedenti, che includeva gli angoli coinvolti quando le fibre nervose si incrociano l'una con l'altra.

I ricercatori suggeriscono che i loro sforzi potrebbero portare a una migliore comprensione dell'architettura del cervello consentendo la creazione di una vera rappresentazione 3D del cervello. Suggeriscono inoltre che il loro lavoro potrebbe portare a miglioramenti nell'interpretazione delle scansioni mediche come la MRS e che la loro tecnica potrebbe essere utile anche in altre applicazioni, come lo studio di campioni di tessuto fibroso.

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