Canlı Solucan Beynini Takip Eden Robotik Mikroskop

Mikroskop ile küçük yaşlarda hepimiz soğan veya yaprak incelemişizdir. Tabi bu nesneleri incelerken hepsi sabit şekilde duruyordu. Peki, görüntü alanından sürekli çıkmayı başaran hareketli bir nesneyi mikroskobik olarak nasıl inceleyebiliriz?

A- A+

21.06.2016 tarihli yazı 10402 kez okunmuştur.

Mikroskoplar bilimin vazgeçilmez cihazlarındandır. Bu cihazlarda incelenmek istenen nesne çalışma alanında hareket halinde ise gözlem seviyesi düşmektedir. Bu nesnelere odaklanarak çalışabilmek için Osaka ve Tohoku Üniversitelerinden Profesör Koichi Hashimoto liderliğinde bir grup bilim insanı yeni bir robotik mikroskop geliştirdiler. Geliştirilen bu mikroskobik robot hareket halindeki nesneleri otomatik takip ederek büyük bir kolaylık sağlamaktadır.

►İlginizi Çekebilir: Elektron Mikroskobu Nasıl Çalışır?

Nörobilim alanındaki büyük buluşlardan bir tanesi ise optogenetiğin geliştirilmesidir. Bu sayede ışık kullanılarak genetiği değiştirilmiş sinir hücreleri tek tek uyarılabilmektedir. Optogenetik beyin aktivitesi ve davranışlar arasındaki ilişki üzerinde yapılan çalışmalarda yüksek derecede hassasiyet imkanı sunmaktadır. Ancak bu uygulama doku kültürü uygulamaları dışında biraz daha zor olabilmektedir.

Buna örnek iplik kurdu verilebilir. Laboratuar farelerinin mikroskobik eş değerleri olarak bilinen bu küçük yuvarlak kurtlar optogenetik için uygundur çünkü kolayca çoğalabilirler, şeffaftırlar ve daha basit bir sinir sistemine sahiptirler. İnsan beynindeki 100 milyar sinir hücresine karşın bu kurtlarda 302 tane sinir bulunmaktadır. Ne yazık ki canlı iplik kurtları üzerinde çalışmak biraz daha sıkıntılı olmaktadır sebebi ise saniyede yaklaşık 0,1 mm hareket etmeleridir. Böylece sürünerek 1 saniyeden daha az bir sürede mikroskop tarama alanının dışına çıkabilmektedirler.

►İlginizi Çekebilir: Kamera Nasıl Çalışır?

Bu sinir bozucu kurtları takip edebilmek için Tohoku takımı OSaCaBeN (OSB) olarak adlandırılan bir robotik mikroskop geliştirdiler. "Projeksiyon haritalama" olarak adlandırılan bir teknik kullanılarak farklı renklerde ve kızılötesi ışık ile kurdu aydınlatmak için bir dizi lens ve ışın bölücülerden faydalanılmaktadır. Bu sistem 0.001 mm hassasiyette sürekli olarak numune üzerinde her evrenin modelini oluşturup kurdun tanınması ve başının sürekli takip edilmesine imkan sağlamaktadır. Ek olarak kurdu görüntü içerisinde tutarak, kapsamlı şekilde kurdu izlemek ve her bir sinir hücresine tek tek odaklanarak ince bir ışın ile onların uyarılmasına olanak sağlamaktadır. Ekibe göre bu çalışma tek robotik mikroskop ile iki farklı işi gerçekleştiren büyük bir gelişmedir.

Hashimoto: "Böyle bir süreçte görüntü tanılama işlemi genellikle birkaç saat sürerken, robot bu işi saniyede 200 defa yapabilmektedir. Bu da bizim hareket halindeki bir kurtçuğun beynindeki sinir hücrelerinin devamlı aktivitelerini optik olarak ölçmemize olanak sağlar. Takım şu anda hayvan beyinleri üzerinde mikroskobu kullanarak hareketleri, duyguları ve motivasyonu düzenleyen dopamin üzerinde çalışmaktadır. Gelecekteki çalışmalar zebra balığı gibi diğer basit hayvanlarla genişletilecektir.

Kaynak:

►Gizmag