MIT đột phá công nghệ: Kính hiển vi ánh sáng-âm thanh mới chụp ảnh tế bào não

Một nhóm các nhà nghiên cứu tại MIT vừa phát triển một hệ thống kính hiển vi mới, có khả năng nhìn sâu hơn vào mô não ở cấp độ tế bào so với các kính hiển vi thông thường. Hệ thống này sử dụng sự kết hợp độc đáo giữa ánh sáng và âm thanh để tạo ra hình ảnh có độ phân giải cao mà không cần đến các chất đánh dấu bên ngoài.

Kết hợp ánh sáng và âm thanh: Cách mạng hóa việc quan sát tế bào

Công nghệ mới mang tên “Multiphoton-In and Acoustic-Out” (Đa photon vào và âm thanh ra) hoạt động qua hai giai đoạn chính. Đầu tiên, nó sử dụng một chùm ánh sáng xung cực ngắn, bước sóng dài để xuyên sâu và chính xác vào mô não, kích thích một phân tử mục tiêu bên trong tế bào.

Thay vì cố gắng phát hiện ánh sáng huỳnh quang yếu ớt mà phân tử phát ra, hệ thống này lại đo âm thanh. Khi năng lượng ánh sáng được hấp thụ, nó gây ra sự giãn nở nhiệt bên trong tế bào, tạo ra sóng âm truyền qua mô. Một micro siêu âm nhạy sẽ thu nhận âm thanh này, sau đó hệ thống chuyển đổi tín hiệu âm thanh thành một hình ảnh chi tiết.

Sử dụng hệ thống này, nhóm nghiên cứu đã thành công trong việc chụp ảnh NAD(P)H – một phân tử liên quan đến quá trình trao đổi chất của tế bào và hoạt động của neuron – xuyên qua một mô hình não người dày 1.1 mm. Đây là con số ấn tượng, sâu gấp 5 lần so với các công nghệ kính hiển vi không cần chất đánh dấu khác.

Ứng dụng trong y học: Phát hiện Alzheimer và khám phá não bộ

Vì hệ thống mới không yêu cầu hóa chất hay kỹ thuật di truyền, các nhà nghiên cứu dự đoán một ngày nào đó nó có thể được sử dụng trong các cơ sở lâm sàng, chẳng hạn như để phát hiện các dấu ấn sinh học của các bệnh như Alzheimer trong quá trình phẫu thuật não. Các thử nghiệm cho đến nay đã được thực hiện trong ống nghiệm và trên mô, nhưng nhóm hiện đang nhắm đến việc thử nghiệm trên động vật sống.

Công nghệ đột phá này có tiềm năng to lớn để thúc đẩy các nghiên cứu về tế bào thần kinh, mở ra những con đường mới để hiểu và điều trị các bệnh về não.