Sobota 24. července 2021, svátek má Kristýna
  • schránka
  • Přihlásit Můj účet
  • Sobota 24. července 2021 Kristýna

Blízká budoucnost anatomie: mozek v parafínu nakrájený na tenké plátky

Díky mravenčí práci nám nyní vědci a lékaři "uvidí do hlavy" lépe než kdykoliv předtím. Nový atlas mozku vzniklý z mozku zalitého do vosku se bude hodit všem odborníkům na lidskou mysl. Alespoň do doby, než dokážeme lidský mozek učinit průhledným.

Příprava podkladů pro nový atlas. Mozek se krájí přístrojem zvaným mikrotom na 20 mikrometrů silné plátky. | foto: Amunts, Zilles, Evans

Když před několika týdny tým vědců představil nový atlas lidského mozku, mohlo se na první pohled zdát, že jde o zprávu jen pro pár fajnšmekrů v laboratořích. Ve skutečnosti je to však přesně naopak. Jde o práci, která může mít poměrně brzy značný dopad v praxi.

Tým německých vědců s kolegy z Kanady sestavil nový revoluční atlas lidského mozku, který bude stejně důležitý i pro lékaře. "Pro neuroanatomy, neurology, neuorfyziology, tzv. biologicky orientované psychiatry a psychology, studenty medicíny, kognitivní i afektivní neurovědu," vypočítává neuropatolog František Koukolík z Fakultní Thomayerovy nemocnice. Ti všichni podle něj v atlasu získávají nový nástroj k poznání našeho mozku, jeho funkcí i poruch.

Parafínový blok se "zdrojovým" mozkem atlasu na mikrotomu, tedy přístroji,...

Parafínový blok se "zdrojovým" mozkem atlasu na mikrotomu, tedy přístroji, který ho dokáže nařezat na tenké plátky.

Nový, samozřejmě už elektronický atlas nese jednoduchý název BigBrain, tedy Velký mozek. Vědci ukončení projektu oznámili v časopise Science a zároveň atlas učinili zdarma dostupný všem zájemcům. Je potřeba se jen zaregistrovat a nechat si schválit přístup na stránce projektu. Ale trvá to, zájem je veliký.

Samozřejmě, BigBrain nepřinese výsledky přes noc, ale zakládá možnost dalšího pokroku. "Poznání člověka začíná s jeho stavbou, neboli anatomií, mám pocit, že od dob Vesaliových (autor slavného anatomického atlasu ze 16. století, pozn. red.) je tohle jeden ze základních přínosů," říká k tomu František Koukolík.

Německá (a kanadská) pečlivost

Nový atlas mozku je mimo jiné i neuvěřitelný příklad technické dokonalosti a vědecké pečlivosti. Základem digitálního projektu, který si vyžádal údajně tisíc hodin práce, je mozek zemřelé pětašedesátileté ženy, která neměla žádné známé neurologické nebo psychologické problémy.

Třináct ze 4 074 řezů je připraveno k oskenování a zařazení do výsledného 3D...

Třináct se 4 074 řezů připravených k oskenování a zařazení do výsledného 3D atlasu mozku.

Vědci její mozek naložili do parafínu, nechali ztuhnout, a poté rozřezali na 7 404 velmi tenkých vrstev o tloušťce 20 mikrometrů. Objevila se přitom řada chyb, protože při takto drobných řezech čepel používaného přístroje, tzv. mikrotomu, často plátky poškodila či zmuchlala.

Aby vědci mohli tyto chyby korigovat, vytvořili předem trojrozměrný model zkoumaného mozku v magnetické rezonanci s rozlišením v řádu milimetrů. Na jeho základě dokázali určit, kam poškozené plátky patří a mohli jejich obsah a umístění případně co nejvěrněji rekonstruovat. Plátky pak obarvili, aby zviditelnili buňky, a pak celé vyfotografovali.

Z výsledku sestavili trojrozměrnou databázi, která umožňuje procházet mozek podobně jako s on-line mapami procházet ulice vašeho města. Celý model tvoří celkem údajně zhruba jeden terabajt dat.

Rozlišení nové mapy je unikátní. Proti známé magnetické rezonanci přináší padesátinásobné zlepšení, z rozlišení zhruba jednoho milimetru na 20 mikrometrů. Rozlišení je takové, že budou patrné nejen shluky mozkových buněk, ale i jednotlivé větší buňky.

Příště průhledný?

Každý si dokáže představit, že by se dal udělat i podrobnější model, ale takový plán byl zřejmě nereálný nejen kvůli omezení metod řezání a snímání mozku, ale také "nedostatečnému" výkonu současných počítačů. S větší mapou (třeba v desítkách terabajtů) už by byla práce podstatně složitější.

Ale odborníky v neurovědách nyní zajímají jiné věci než jen honba za rozlišením. Chtěli by nahlédnout do fungujícího mozku a přímo vidět, co se v něm děje. Současné zobrazovací metody mají k dokonalosti daleko, a tak vědci hledají nové postupy. Jednou z nich je i způsob, jak učinit mozek průhledný.

Vlevo je myší mozek v běžném stavu, vpravo ošetřený rozpouštědlem podle metody...

Myší mozek v běžném stavu a ošetřený rozpouštědlem podle metody (vpravo) nazvané CLARITY, která umožňuje nahlédnout do mozku bez zásahu skalpelem (či mikrotomem).

Lze toho dosáhnout některými rozpouštědly, která uvolní lipidy (tj. tuky) na buněčné membráně. Otázkou vždy bylo, jak to udělat, aby se tkáň nepoškodila. Několik týmů v poslední době předvedlo, jak na to (například zde nebo zde). Tato metoda zatím zatím má značná omezení. Nelze je například používat na tak velký orgán jako lidský mozek, ale jen na mozek myší. Ale pokud se budou dál zlepšovat tímto tempem, tak příště už parafínu možná nebude zapotřebí.

Autor:
  • Nejčtenější

Opravdová vesmírná turistika začala. Bezos s hosty strávili minuty v kosmu

O něco málo více než deset minut trvala celá cesta od startu do přistání pro čtyři vesmírné turisty, kteří se v úterý...

Rusko ukázalo novou „neviditelnou“ stíhačku. Šach mat má vzlétnout za dva roky

Rusko představilo chystaný „neviditelný“ letoun 5. generace. Stíhačka s přezdívkou Šach mat má jeden motor, v budoucnu...

Událost, která vyhubila dinosaury, přichází průměrně za 500 milionů let

Nové poznatky o kosmickém zabijákovi dinosaurů ukazují, že Chicxulubský asteroid byl temný kosmický tulák. Na zkoumání...

První velký export vojenské techniky z ČSR po roce 1945 mířil do Švýcarska

Mezi velké exportéry zbraní patřilo i malé Československo. Většina jeho zbrojního exportu mezi lety 1945 a 1989 šla...

{NADPIS reklamního článku dlouhý přes dva řádky}

{POPISEK reklamního článku, také dlouhý přes dva a možná dokonce až tři řádky, končící na tři tečky...}

Jak začalo strategické bombardování a budování první protivzdušné obrany

Pod pojmem letecký souboj si většina lidí představí boj dvou letounů. V počátcích letectví se však utkávaly i letouny...

Ze sbírky na pohřeb Roma pozůstalí nedostali nic. Byl to podvod

Premium Měl mít velkolepý pohřeb. Balzamování, bíle lakovaná rakev z Ameriky, kočár tažený vraníky... Rodina Roma, který zemřel...

Klaus: Volby nic nepřinesou. Kolem covidismu a genderismu se bude chodit po špičkách

Premium Každý z nás by se měl sám rozhodnout, jakou míru opatrnosti vůči nákaze covidem chce zvolit, říká přesvědčeně bývalý...

Česko formuje domobranu. Výcvik může podstoupit každý, kdo má zbrojní průkaz

Premium Stát zakázal ozbrojené skupiny a lidem nabídl alternativu: absolvujte speciální kurz a můžete Česku pomáhat se zbraní....

  • Další z rubriky

STO OBJEVŮ: Edwards přinesl s asistovanou reprodukcí štěstí mnoha rodičům

Seriál Neplodné páry měly po staletí smůlu. Dokud se v roce 1978 neobjevila asistovaná reprodukce. Od té doby se z narození...

Největší suchozemský savec v dějinách Země byl nejspíš nosorožec, ukazuje nový nález

Čínským vědcům se podařilo objevit nový druh pravěkého nosorožce, Paraceratherium linxiaense. Pro potravu dosáhl až do...

Událost, která vyhubila dinosaury, přichází průměrně za 500 milionů let

Nové poznatky o kosmickém zabijákovi dinosaurů ukazují, že Chicxulubský asteroid byl temný kosmický tulák. Na zkoumání...

STO OBJEVŮ: Nepochopení dohnalo otce umělé inteligence Turinga k sebevraždě

Seriál Povídáme si s ní, slouží nám a jednou nám možná bude vládnout. Umělá inteligence je podle mnohých cesta budoucnosti,...

Zemřel slovenský herec Milan Lasica, zkolaboval přímo na jevišti

Ve věku 81 let zemřel slovenský herec Milan Lasica. Web sme.sk uvedl, že vystupoval se skupinou Bratislava Hot...

Možná neadoptujeme. Příprava s psycholožkou byla škola, říká Viktor Vincze

Viktor Vincze (30) promluvil o plánované adopci dítěte i návštěvách psycholožky, které absolvovali s manželkou Adélou...

Petr Rajchert si změnil příjmení a potřetí se oženil, manželka je těhotná

Zakládající člen kapely Chinaski Petr Hradil (rodným příjmením Rajchert) se v třiapadesáti letech potřetí oženil. Po...

Holanová: Rozvod s Šípem? Do vztahu se nám vloudila mlaďounká chybička

Rozhovor s Marcelou Holanovou vznikal v Chateau Šanov na soustředění s finalisty soutěže Muž roku 2021. Zpěvačka, která...

Zemřel František Nedvěd. Folkové legendě se vrátila rakovina plic

V třiasedmdesáti letech zemřel v neděli folkový muzikant František Nedvěd. Prohrál boj s rakovinou plic. Úmrtí na...