group-telegram.com/foundation_intellect/1155
Last Update:
«Исследование кальциевой динамики в митохондриях астроцитов мозга – это сложная, но очень перспективная область»
#фонд_Интеллект
Кандидат биологических наук, младший научный сотрудник кафедры биофизики биологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова Анна Федотова занимается разработкой интеллектуальных методов анализа для расшифровки функциональной пластичности мозга. Победительница конкурса грантовой поддержки молодых ученых фонда «Интеллект» рассказала о своем исследовании.
Исследование молодой ученой посвящено расшифровке «кальциевого кода» астроцитов. Астроциты, которые когда-то считались просто вспомогательными клетками, являются важнейшими участниками различных функций мозга. Они модулируют передачу сигналов между клетками, регулируют кровоток, а также могут влиять на активность нейронов и поведение в целом. Представьте, что мозг – это сложный компьютер, где нейроны – это основные процессоры, а астроциты – это вспомогательные чипы, которые не только поддерживают работу нейронов, но и активно участвуют в обработке информации. Анна Федотова изучает, как именно астроциты это делают, фокусируясь на языке, который они используют – изменениях концентрации ионов кальция, или кальциевой активности. В отличие от нейронов, астроциты электрически невозбудимы, поэтому чтобы считать информацию об их активности, применяют методы регистрации кальциевой активности, в частности, оптический имиджинг с помощью мультифотонных микроскопов.
В своей работе автор исследования использует специальные флуоресцентные индикаторы, позволяющие определять изменения уровня кальция в клетках мозга, и с помощью микроскопа регистрирует флуоресцентный сигнал от митохондрий астроцитов мышей, когда они перемещаются по вращающейся платформе. Для этого предварительно проводятся операции по хронической имплантации краниального окна на мышах – делается «окошко», позволяющее «заглянуть» внутрь мозга и в режиме реального времени исследовать протекающие в нем процессы. Двухфотонная микроскопия – отличный метод для изучения живых тканей, однако у данных, получаемых этим методом, есть некоторые ограничения. Прежде всего это касается соотношения сигнал/шум: полезный флуоресцентный сигнал от кальциевых индикаторов может быть слабым, особенно в глубоких слоях ткани, что затрудняет его выделение. Далее, движение мыши неизбежно влияет на получаемые изображения, поэтому необходимо использовать алгоритмы коррекции движения, чтобы компенсировать эти артефакты. Но даже после коррекции движения в изображениях остается шум, поскольку в биологических образцах, особенно в условиях in vivo (в живом мозге) очень высок уровень автофлуоресценции от клеточных и неклеточных элементов. Методы обесшумливания помогают улучшить качество изображений и выделить полезный сигнал, но важно понимать, что классические методы фильтрации (например, гауссовы фильтры) могут терять мелкие детали, а исследователю важно сохранять некрупные, но значимые сигналы от митохондрий. Наконец, существует задача выделить на изображении отдельные астроциты и их митохондрии. Усилия в этом проекте как раз направлены на разработку и адаптацию алгоритмов анализа с целью преодоления вышеперечисленных ограничений и решения озвученных задач. Исследование кальциевой динамики в митохондриях астроцитов мозга – это сложная, но очень перспективная область. Данные помогут понять, как астроциты участвуют в обработке информации в мозге, и как нарушения в их работе могут способствовать развитию различных патологий, связанных с митохондриальной дисфункцией.
Подробнее - здесь.
BY Фонд «Интеллект»
Share with your friend now:
group-telegram.com/foundation_intellect/1155