Самые подробные магнитно-резонансные изображения мозга млекопитающих, когда-либо полученные, теперь доступны исследователям в бесплатном онлайн-атласе мозга мыши сверхвысокого разрешения благодаря работе в Центре Duke по микроскопии in vivo.
В типичном клиническом МРТ-сканировании каждый пиксель изображения представляет собой куб ткани, называемый вокселем, который обычно имеет размер 1x1x3 миллиметра. "Однако изображения атласа имеют разрешение более чем в 300000 раз выше, чем разрешение МРТ, с вокселями со стороной 20 микрометров," сказал G. Аллан Джонсон, Ph.D., который возглавляет Duke Center for In vivo Microscopy и Чарльз Э. Путман заслуженный профессор радиологии.
Интерактивные изображения в атласе позволят исследователям всего мира оценить мозг со всех сторон, оценить и поделиться своими исследованиями на мышах с этим эталонным мозгом в области генетики, токсикологии и открытия лекарств.
Детализация атласа мозга достигает разрешения 21 микрон. Статья с подробным описанием создания атласа была опубликована на обложке ноябрьского номера журнала NeuroImage.
В атласе использовались три различных протокола магнитно-резонансной микроскопии неповрежденного мозга с последующей традиционной гистологией для выделения различных структур в контрольном мозге. Мозг сканировали с помощью МРТ-системы, работающей при магнитном поле более чем в 6 раз выше, чем обычно используется в клинике. Изображения были получены на фиксированных тканях с мозгом в черепе, чтобы избежать искажения, которое возникает при тонких срезах тканей для традиционной гистологии.
Новый мозг Waxholm Space можно вырезать в цифровом виде из любой плоскости или под любым углом, так что исследователи могут точно визуализировать любые области мозга вдоль любой оси без потери пространственного разрешения. (Ваксхольм – это шведский город, где первые идеи были воплощены в этом атласе.)
"Исследователи могут разделить эталонный мозг и снова собрать его, потому что у нас есть 3-D набор данных нетронутым, и любой раздел будет иметь такое же превосходное разрешение," сказал Джонсон, который также является профессором биомедицинской инженерии и физики в Duke. "Это устраняет проблему Шалтая-Болтая, с которой исследователи сталкивались при проведении трехмерных измерений структур мозга."
Например, генетик может захотеть изменить генотип мыши в эксперименте и узнать, что происходит, когда животное становится более восприимчивым к вызовам страха. "Было бы интересно посмотреть, действительно ли миндалевидное тело (мозговой центр, связанный с эмоциональным возбуждением) у животного меньше или больше," Джонсон сказал. "Однако, если вы сделаете обычную гистологию, мозг животного сжимается, когда его сушат или готовят в спирте, иногда примерно на 40 процентов. Из-за изменчивости было бы сложно измерить. В этом атласе содержится ссылка на меры против."
Команда также смогла в цифровом виде сегментировать 37 уникальных структур мозга, используя три разные стратегии сбора данных.
Ученые получили изображения мозга восьми мышей наиболее часто используемой линии лабораторных мышей (C57BL) в возрасте 66-78 дней. Они зарегистрировали изображения вместе и создали как средний, так и вероятностный мозг для справки. Средний и вероятностный мозг обеспечивает количественную меру изменчивости. "Было поистине удивительно, насколько похожи эти структуры от мозга к мозгу," он сказал.
Все данные доступны в Интернете: www.гражданское общество.духи.герцог.edu / neuro201001.
По словам Джонсона, по мере сбора новых данных из других источников исследователи смогут зарегистрировать их в той же системе координат, что будет способствовать обмену данными. Например группа Duke недавно добавила данные ?? также на самом высоком разрешении, когда-либо достигнутом ?? что позволяет определять волокна, соединяющие разные части головного мозга. Исследователи из Allen Brain Institute теперь используют данные МРТ для определения трехмерного местоположения своих обширных исследований экспрессии генов (http: // mouse.карта мозга.org).