با حمایت ستاد توسعه علوم و فناوری‌های شناختی معاونت علمی دستگاه‌های نوری تصویربرداری مغز ملی شد

به گزارش گروه علمی و دانشگاهی خبرگزاری فارس به نقل از مرکز ارتباطات و اطلاع‌رسانی معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری، محققان ایرانی با حمایت‌های گسترده ستاد توسعه علوم و فناوری‌های شناختی معاونت علمی، در گام نخست موفق به ساخت و بهره‌برداری از دستگاه‌های تصویربرداری نوری جدید و اپتوژنتیک برای استفاده در زمینه علوم اعصاب شناختی در کشور شدند.

حمید لطیفی مدیر گروه پیشران نورواپتیک اظهار داشت: با بهره برداری از دستگاه تصویربرداری نوری جدید، متخصصان قادر خواهند بود از طریق تصویربرداری نوری از مغز با روش سیگنال ذاتی (Intrinsic Optical Signal Imaging)، تغییرات میزان اشباع اکسیژن خون در مغز را اندازه گیری و در نتیجه نقشه‌ای از فعالیت اعصاب در سطح قشر مغز ارائه دهند.

تصویربرداری با نازک کردن جمجمه

وی ادامه داد: مزیت استفاده از این روش در مقایسه با دیگر شیوه ها، عدم استفاده از مواد شیمیایی است و تنها با نازک کردن جمجمه می توان، تصویربرداری را انجام داد. بطوری که قدرت تفکیک فضایی و زمانی در این روش به ترتیب ۵۰ میکرومتر و یک ثانیه است.

مدیر گروه پیشران نورواپتیک همچنین بیان کرد: با بهره برداری از دستگاه تصویربرداری نوری از مغز به روش استفاده از رنگدانه های حساس به ولتاژ (Voltage-Sensitive Dye Imaging) نیز امکان ارائه خدمات با این روش فراهم شده است.

تهیه فیلم از فعالیت سطح مغز

وی با بیان اینکه در این روش می تواند تغییرات پتانسیل غشای نورونی مغز را اندازه گیری کرد، همچنین گفت: در این روش از رنگدانه های فلورسنت مخصوصی استفاده می شود که به تغییرات پتانسیل محلی حساس بوده و می تواند تغییر پتانسیل غشای نورون ها را در ابعاد یک نورون تا مجموعه ای از نورون ها در سطح بزرگ (چندین میلیمتر مربع) نشان دهد و می توان از فعالیت سطح مغز فیلم تهیه کرد.

به گفته وی، این روش برای نمونه های زنده بیهوش، برش مغزی یا نمونه های کشت شده قابل استفاده است و قدرت تفکیک فضایی و زمانی در این روش به ترتیب ۵۰ میکرومتر و ۱ میلی ثانیه است.

اندازه گیری جریان خون در سطح مغز

لطیفی خاطر نشان کرد: تصویربرداری نوری به روش اسپکل لیزری (Laser Speckle Contrast Imaging) از دیگر تلاش ها و موفقیت های گروه پیشران در دانشگاه شهید بهشتی است بطوری که از این روش برای اندازه گیری جریان خون در سطح مغز استفاده می شود، در این روش از اثر تارشدگی اسپکل لیزر استفاده می شود تا نقشه جریان خون روی مغز به دست آید و بتوان جریان خون و یا انسداد رگ ها را به صورت برخط مشاهده کرد.

انجام همزمان تحریک نوری و ثبت الکتروفیزیولوژی

مدیر گروه پیشران نورواپتیک در ادامه از دستیابی به تکنیک “اپتوژنتیک”، برای تحریک و کنترل سیستم های عصبی از طریق دستکاری های سیستم های عصبی و حساس کردن سلول های عصبی به نور به عنوان یک موفقیت دیگر محققان عضو گروه پیشران در پژوهشکده لیزر و پلاسما دانشگاه شهید بهشتی و مرکز تحقیقات علوم اعصاب دانشگاه علوم پزشکی شهید بهشتی نام برد و گفت: با استفاده از این تکنیک می توان بصورت همزمان تحریک نوری و ثبت الکتروفیزیولوژی انجام داد که قابلیت کاربرد بر روی حیوان بیهوش و یا درحال حرکت را داراست.

به گفته وی، برای این منظور از اپسین های تحریکی چنلورودوپسین (Channelrhodopsin) در طول موج نوری آبی و مهاری هالورودوپسین (Halorhodopsin) در طول موج نوری نارنجی استفاده می شود.

ساخت میکروسکوپ لیزری کانفوکال با چهار طول موج

لطیفی همچنین بیان کرد: با تلاش های محققان عضو گروه پیشران در دانشگاه شهید بهشتی میکروسکوپ لیزری کانفوکال با چهار طول موج طراحی و ساخته شده است که  امکان ارائه خدمات محدود توسط این گروه وجود دارد و همچنین میکروسکوپ نوری با تابش طرح دار ( SIM) برای تصویربرداری سوپررزولوشون مراحل تحقیقاتی نهایی خود را طی می کند.

دسترسی محققان کشور به دستگاه های تصویربرداری نوری جدید و اپتوژنتیک

از سوی دیگر حسین عزیزی کارشناس ارشد ستاد توسعه علوم و فناوری های شناختی نیز ابراز کرد: محققان حوزه علوم اعصاب شناختی در سراسر کشور می توانند از خدمات این دستگاه های تصویربرداری نوری جدید و اپتوژنتیک در تحقیقات خود که بخشی از هزینه آن توسط ستاد پرداخت می شود، استفاده کنند.

وی با بیان اینکه به منظور ارتقای سطح فعالیت محققان و حرکت در مسیر کاربردی کردن نتایج مطالعات، توسعه ابزارها مورد نیاز است، گفت: در شرایط کنونی تعامل حوزههای مختلف با یکدیگر، ابزارسازی و ایجاد فن آوری در حوزههای علوم شناختی را ممکن کرده است و ستاد توسعه علوم شناختی در این زمینه حمایت از شکل‌گیری گروه های پیشران را به منظور بهره وری از ظرفیت و پتانسیل‌های موجود درکشور در اهداف و برنامه های خود قرار داده است.

به گفته وی، نخستین طرح گروه پیشران با عنوان توسعه کاربرد ابزارهای اپتوژنیک در علوم شناختی در سال 1395 به تصویب رسید و یکی از اهداف تشکیل گروه نورواپتیک توسعه ابزارهای مطالعه در حوزه علوم اعصاب شناختی است.