Ki-kivel van: az anatómusok fegyvertára II.

2022. augusztus 26, péntek

Az anatómusok fegyvertárának másik rekesze a Képalkotás. Ahhoz, hogy sejtszinten lássuk hova kötődtek a festékjeink látnunk is kell őket. Erre a sokféle mikroszkópia valamelyikét használjuk.

A legkorábbi. Levenhoek által feltalált, egyszerű fénymikroszkóp, ahol a mintát megvilágítjuk vagy átvilágítjuk erős fehér fénnyel és egy lencserendszerrel felnagyított képet kapunk.

Ennek nagyítása 10-1000x között mozog. A nagyításnak a fizika törvényei szabnak határt. Ugyanis a felbontóképességet, azt, hogy mi az a két közeli pont, amit még meg tudunk különböztetni egymástól, a használt fény hullámhossza szabja meg. Ez a látható fény esetében 0.5 mikrométer. Ez az idegrendszer esetében a vékonyabb dendritnyúlványok és axonágak átmérője. Szóval ezzel is igen messzire lehet jutni. Lenhossék Mihály, Camillo Golgi és Ramon y Cajal ezt használva írta le az idegrendszert alkotó idegsejtek kapcsolódásának alapvonásait. A két utóbbi Nobel díjat is kapott. A fénymikroszkópoknál nagy lépés volt a fluoreszcens mikroszkóp kifejlesztése, mivel több anyag egymáshoz viszonyított eloszlását lehet, kicsit jobb optikai lehetőséekkel vizsgálni. A fluoreszcens mikroszkópok számos változatáról és használatukról is beszélünk majd a rovatban.

A következő nagy technikai lépés az elektronmikroszkóp feltalálása volt. Persze itt is magyarok voltak a felbújtók. Szilárd Leó (aki elméleti fizikusként papíron kívül máshoz nem nyúlt) 1928ban megpróbálta Gábor Dénest rávenni, hogy építsen elektronsugarat használó mikroszkópot. De működő rendszert Ernst Ruska és Max Knoll épített először. A mai elektron mikroszkópokban 75.000 volttal gyorsított elektronokat használnak a fénysugár helyett és ezáltal a felbontás határát 0.1 nanométerre viszik le, ami 10 milliószoros nagyításnak felel meg. Az idegrendszer kutatásában eddig ritkán megyünk el, mert már 20-50.000x- es nagyítás elég arra, hogy a sejtek közötti kapcsolatokat, a szinapszisokat meglássuk, illetve azonosíthassuk hol helyezkednek el a különböző molekulák a sejtekben.

Az azóta eltelt majdnem száz évben a számítástechnika és optoelektronika fejlődése lehetővé tette a fénymikroszkópok felbontóképességének elméleti határ fölé emelését, számos szuperreszolúciós technika kidolgozását. Furcsán hangzik, hogy lehet az elméleti határ fölé lépni, de majd az erről szóló bejegyzésben ezt elmagyarázzuk. Az elektronmikroszkópia terén is hatalmas a fejlődés a klasszikus TEM (transzmissziós elektron mikroszkóp) mellé felsorakozott az elektron tomográfos TEM és a pásztázó EMek számos fajtája (lásd majd a megfelelő bejegyzést). Mindkét mikroszkópiában fontosak a bonyolult képfeldolgozási eljárások, amikhez most már a mesterséges intelligencia tanuló algoritmusai is csatlakoztak. A fény és elektron mikroszkópia módszereiről későbbi #agytechnikák bejegyzésekben lesz szó.

<< Vissza

Mikroszkópok

Az agykutatásban használt néhány mikroszkóp az intézet "fegyvertárából"

Az egyik legegyszerűbb átvilágító és fluoreszcens mikroszkópunk
Zöld gerjesztő fénnyek vizsgált minta fluoreszcens mikroszkópban
Fluoreszcens mikroszkóp képeinek feldolgozása
Élő agyszelet vizsgálatára alkalmas fény és fluoreszcens mikroszkóp
Konfokális mikroszkóp 6 gerjesztő lézerrel és nagysebességű (rezonáns) pásztázással
Élő sejtek vizsgálatára is felszerelt szuperrezolúciós (STORM) mikroszkóp
Tárgylemez scanner
Transzmissziós elektronmikroszkóp
Transzmissziós elektronmikroszkóp (T-EM)
Transzmissziós elektron mikroszkóp képe
Az EM képek számítógépes feldolgozása
Elektron tomográfiára alkalmas EM