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Pesquisa neurocientífica

A neurociência frequentemente requer a investigação de espécimes complexos e desafiadores usando um microscópio para compreender melhor o sistema nervoso. A Leica Microsystems oferece uma abrangente gama de soluções de aquisição de imagens, que possibilitam a superação desses desafios.

Neurociência é um campo multidisciplinar que envolve o estudo da estrutura e funcionamento do sistema nervoso. A finalidade é compreender o desenvolvimento de processos cognitivos e comportamentais, assim como entender e encontrar terapias para desordens como o Alzheimer ou a doença de Parkinson.

O uso de técnicas de microscopia é essencial para visualizar o sistema nervoso nos níveis celular e subcelular, bem como visualizar qualquer modificação molecular dentro do contexto. Desenvolvimentos recentes na aquisição de imagens profunda de tecidos propiciaram mais percepções da função neuronal. Tecnologias emergentes, como a marcação de células genéticas e a optogenética, complementam esses desenvolvimentos.

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Desafios da aquisição de imagens para a pesquisa neurocientífica

A pesquisa do sistema nervoso frequentemente exige a combinação de aquisição de imagens de alta resolução e profunda, além da visualização de seções grandes. Também é necessária flexibilidade para adquirir diferentes tipos de amostras, como células vivas, tecidos, organoides e organismos modelo.

O estudo de processos dinâmicos rápidos, como o transporte de células ou a remodelagem sináptica, requer a microscopia de alta velocidade. Um dos principais desafios da microscopia de alta velocidade é a aquisição de imagens de alta resolução e evitar, ao mesmo tempo, a saturação da fluorescência.

A pesquisa neurocientífica frequentemente envolve a aquisição de imagens de área ampla e volumétrica. A necessidade de reduzir a dispersão da fluorescência e o sinal de fundo pode dificultar a aquisição de imagens com alto contraste e resolução, o que é especialmente crucial ao se examinar a arquitetura neuronal em tecidos densos como as seções do cérebro.

Widefield

THUNDER Imager

Neurônios corticais em cultura Pilha em z de 59 planos (espessura: 21 µm) Imagem de cortesia da FAN GmbH, Magdeburg, Alemanha.

Métodos de microscopia para a pesquisa neurocientífica

O estudo do sistema nervoso normalmente depende da microscopia confocal para a aquisição de imagens de alta resolução de eventos e estruturas. Para a aquisição de imagens mais profundas in vivo, é usada a microscopia multifotônica, pois a sua capacidade de usar a excitação quase infravermelha reduz a dispersão de luz, permitindo a aquisição de imagens profunda com o mínimo de invasão. A microscopia de lâmina de luz também é preferencial para amostras sensíveis à luz ou 3D. Ela reduz a fototoxicidade e, ao mesmo tempo, oferece o seccionamento ótico intrínseco e a aquisição de imagens 3D.

  • A optogenética é uma técnica que envolve o controle da atividade neural usando luz e que permite o estudo de redes neuronais específicas e sinalização de células. Ela requer a expressão de proteínas sensíveis à luz na membrana da célula neuronal. A exploração de eventos na nanoescala usando a optogenética em combinação com a vitrificação de precisão em milissegundos é uma tecnologia promissora para o estudo de pontos temporais dentro de um processo dinâmico.
  • A eletrofisiologia é o estudo das propriedades elétricas de tecidos e células e inclui o estudo das propriedades elétricas dos neurônios. A função das células nervosas e musculares depende de correntes iônicas fluindo através de canais de íons. Uma forma de investigar canais de íons é usar o clampeamento de patches. Esse método permite a investigação detalhada de canais de íons e o registro da atividade elétrica dos diferentes tipos de células, principalmente células excitáveis como neurônios.

THUNDER Imager

Os THUNDER Imagers permitem que você obtenha uma visão clara dos detalhes, mesmo os profundos, dentro de uma amostra intacta em tempo real, sem o embaçamento fora de foco. Sua habilidade de adquirir imagens nítidas muda fundamentalmente a forma com que você trabalha ao adquirir imagens de organismos modelo e culturas celulares 3D, como organoides. É possível utilizar seções mais espessas e capturar imagens de estruturas maiores do que seria possível com o microscópio "padrão" de campo amplo.

Plataforma confocal STELLARIS

O STELLARIS oferece a você o poder de ver mais. Colete dados mais precisos e prove a sua hipótese com precisão. A sinergia entre a nova geração de detectores Power HyD, o trajeto otimizado do feixe e o exclusivo Laser de luz branca oferecem a você o desempenho perfeito na aquisição de imagens. Suas respostas são mais claras, derivadas de sinais mais brilhantes, oferecem mais contraste e detalhamento extraordinário, mesmo provenientes de marcações múltiplas de baixa abundância.

SP8 DIVE (Explorador profundo in vivo)

O SP8 DIVE (Explorador profundo in vivo) é o primeiro microscópio multifotônico com detecção espectralmente sintonizável. Ele oferece a máxima profundidade de penetração e contraste para a aquisição de imagens in vivo. Com o SP8 DIVE, você pode sintonizar para obter a percepção mais profunda e com os detalhes mais finos, enquanto adquire imagens de marcadores múltiplos com perfeita separação de cores. Sua alta precisão e sensibilidade o torna ideal para a aquisição de imagens de neurônios vivos. 

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