Imágenes de los movimientos del pez cebra en 3D para comprender mejor la ELA
Crédito: Pixabay/CC0 Dominio público
Un equipo interdisciplinario del Institut national de la recherche scientifique (INRS) utilizó una técnica de imágenes innovadora para comprender mejor los déficits motores en Esclerosis Lateral Amiotrófica (ELA). Los investigadores pudieron seguir el comportamiento de escape de modelos de pez cebra normales y enfermos en 3-D. Sus resultados han sido publicados recientemente en Optica.
El profesor Jinyang Liang, experto en imágenes ultrarrápidas y biofotónica, se unió al profesor Kessen Patten, especialista en genética y enfermedades neurodegenerativas. Los dos grupos pudieron rastrear la posición del pez cebra en tiempo real y capturar su movimiento en 3D usando una técnica de imagen especial llamada campo de luz de apertura codificada con dispersión eliminada, o DECALF.
«Es un característica única para el análisis del comportamiento animal desde la perspectiva del neurodesarrollo. De lo contrario, solo seríamos capaces de ver el movimiento en un plano. Perder una dimensión puede ser engañoso al estudiar el movimiento. Puede pensar que el pez cebra se mueve de una manera, pero la realidad es bastante diferente», dijo el experto.
Sus datos revelaron ángulos de orientación asimétricos de las aletas izquierda y derecha, lo que indica cambios drásticos en la dirección durante el escape normal del pez cebra del estímulo. Por el contrario, el modelo de pez cebra enfermo mostró respuestas lentas y una capacidad de movimiento limitada debido a los déficits motores.
Las cámaras de campo de luz convencionales capturan la información no solo en x e y, sino también en el ángulo en el que se emiten los rayos de luz. procedente de. De esta manera, puede rastrearlos para enfocarlos donde desee. Según el profesor Liang, el problema con esta tecnología es la compensación. La imagen puede tener una resolución espacial alta o una resolución angular alta, pero no ambas. La solución para esto es la imagen de campo de luz de apertura codificada (CALF), que se puede lograr utilizando dispositivos de microespejos digitales (DMD).
Un diseño innovador
El DMD actúa como una difracción elemento y separa la luz blanca en un arco iris. Un DMD solo no puede usarlo con luz ambiental o luz solar. «Siempre se puede usar una luz de una sola longitud de onda, pero tiene otras desventajas, ya que el color de la luz puede interferir con el sistema nervioso y afectar los experimentos. Por ejemplo, la luz roja puede hacer que las personas sean agresivas y la luz azul también lo es». se sabe que afecta el estado de ánimo», explica el profesor Liang.
Para evitar esta limitación, el equipo de investigación usó un segundo DMD para cancelar el arcoíris inducido por el otro. «Somos los primeros en usar este diseño para gestionar la dispersión del color dentro de todo el espectro visible, lo que nos permite usar luz blanca para este experimento», dice el Dr. Jingdan Liu, becario postdoctoral en el INRS y primer autor de este artículo. . «Las imágenes DECALF podrían abrir una nueva vía para la neuroimagen. Por ejemplo, podríamos usar este sistema para ver la actividad de las neuronas. Podríamos rastrear la luz emitida cuando una neurona ‘dispara’ para saber dónde se encuentra la neurona en el cerebro y su conectividad», dice el profesor Liang.
«Gracias al trabajo del profesor Liang, pudimos ver el comportamiento macroscópico del pez cebra con síntomas similares a los de la ELA. Podríamos ir aún más lejos en el estudio de esta enfermedad al observar la escala microscópica. Con este enfoque innovador de imágenes, podríamos aprender sobre lo que sucede en el sistema neuronal en estados normales y de enfermedad de una manera no invasiva», dice el profesor Patten.
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Investigadores diseñan la cámara ultravioleta más rápida del mundo Más información: Jingdan Liu et al, imágenes de campo de luz de banda ancha con apertura codificada utilizando dispositivos de microespejos digitales, Optica (2020). DOI: 10.1364/OPTICA.413938 Información de la revista: Optica
Proporcionado por el Institut national de la recherche scientifique Cita: Imágenes de los movimientos del pez cebra en 3-D para comprender mejor la ELA (2021, 29 de enero) recuperado el 30 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-01-imaging-zebrafish-movements-d-als.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.