Cum poate gândirea umană sau creierul să-și imagineze oamenii de știință în dezvoltarea istorică a științei neurologiei?
O carte nouă, Portretele creierului de Karl Skunover, arată modul în care oamenii de știință au vizualizat imaginea creierului timp de secole.
Golgi (Golgi) Camillo (07/07/1844, instanțele de judecată, - 01.21.1926, Pavia), histologist italian, profesor la Universitatea din Pavia (1875). Hromoserebryany a dezvoltat o metodă pentru prepararea probelor microscopice ale țesutului nervos (1873), care a dat posibilitatea de a prezenta imagini silueta de neuroni, cu toate procesele lor, să examineze și să clasifice toate diferitele forme ale neuronilor din cortexul cerebral și astfel să abordeze problema relației dintre structura și funcția. În neurohistology modernă distinge celulele Golgi de tip 1 nevrite lung dincolo de domeniul de aplicare al centrului nervoase, în care celula este localizat si celulele Golgi de tip 2 - scurt neurit ramificare și se termină în aceeași porțiune din materia cenușie, în care se află corpul celule. Golgi. a descris un organoid intracelular special - complexul Golgi. Premiul Nobel. Tehnica de manifestare a structurii neuronale a devenit cunoscută sub numele de "metoda Golgi" și marchează începutul neurologiei moderne.
În această imagine, pădurea axonilor crește în feluri de mâncare Petri și se manifestă în culoarea galbenă folosind metodele de imunohistochimie.
Imunocitochimie - metoda de diagnostic, care se bazează pe vizualizarea și evaluarea cu ajutorul unui microscop Rezultatele reacției într-un antigen-anticorp secțiuni biopsii complexe (la celule gard standard de) țesuturi. Ca antigen, componentele structurilor celulare sau substanța intercelulară a țesutului acționează. Anticorpii obținuți din serul animalelor imunizate cu un antigen de interes, sau din culturi de țesuturi hibridom care produc fuziune celule „nemuritoare“ tumoare plazmotsitarnoy (mielom) antigen de interes și limfocite B activate. Unicitatea acestei ultime metode este că toate celulele hibridome sunt descendenții unei singure celule și, prin urmare, este sintetizat în exact aceeași moleculă de anticorp. O metodă pentru colorarea componentelor celulare și tisulare cu anticorpi specifici pentru examinare microscopică a fost propusă de A. Coons și colab. în 1941. Anticorpii au fost marcate cu colorant fluorescent care permite detectarea antigenului țesut complex și anticorpi de diagnostic în secțiuni histologice utilizând microscop fluorescent. Diferența principală de la alte metode imunohistochimice diagnostice imunologice care utilizează reacția antigen-anticorp, este specificitatea structurală a studiului. Aceasta înseamnă că reacția este evaluată nu numai prezența unui semnal (colorație este sau nu) și rezistența acesteia (intensitatea culorii), dar, de asemenea, distribuția spațială a semnalului în histologic (pătarea cu membrana celulară a citoplasmei, nucleul și alte elemente structurale) de preparare.
Secțiunea transversală a hipocampului de șoarece prezentată aici dezvăluie structura sa internă complexă. Această parte a creierului și-a luat numele din forma sa - hipocampul în traducere din calul latin. În această imagine, corpurile celulare ale neuronilor hipocampului arată ca niște cercuri de culoare mică. În partea de sus, imaginea arată neocortexul.
Neocortex (cortex nou). Aceasta este de fapt ceea ce numim de obicei cortexul emisferelor cerebrale. Este cel mai dezvoltat adânc în creier în diviziunile parietale și frontale. Masa lui este de optzeci la suta din masa totala a substantei creierului. Acesta este centrul activității mentale superioare - centrul Inteligenței Adevărate.
Acest plan mare neocortex mouse-ul, responsabil pentru funcțiile cognitive superioare, cum ar fi conștiința și gândirea spațială. Afișează organizarea orizontală a structurilor celulelor neuronale în prim-plan. Liniile luminoase și întunecate prezintă diferite straturi ale celulei. informatii senzoriale care ajunge in cortexul cerebral, cade mai întâi porțiunea colorată dungă întunecată în porțiunea superioară a imaginii înainte de a fi transferat mai departe în alte regiuni ale neuronilor cortexului.
Premiul Nobel a fost împărțit între ei de trei americani care au studiat o proteină. El este cunoscut în lumea științifică sub denumirea de GFP, din proteina verde fluorescentă engleză. sau proteine fluorescente verzi. Ce este atât de remarcabil în legătură cu acest GFP și de ce este izolat de sute de mii de alte proteine?
Ce se întâmplă mai întâi când te gândești la mare? Valuri, sare, alge marine, pește și, desigur, meduze. Aceste creaturi translucide, care sunt mai mult de 90% apă, se găsesc în mări la aproape toate latitudinile. Umbrele multicolore se înalță în apă, iar altele chiar stralucesc. Acestea sunt un fel de stralucitoare meduze Aequorea victoria în anii 1960, a atras atenția unui grup de biologi condus de japonezi Osamu Shimomura (Osamu Shimomura).
Cercetatorii au izolat cateva proteine din corpul meduzei, dintre care unul a fost GFP. În sine, această proteină nu strălucește, dar dacă trimiteți radiații cu o anumită lungime de undă, începe să strălucească în verde. Acest fenomen se numește fluorescență.
Lumina este un curent de particule elementare - cuantele de lumină sau fotoni - care posedă o anumită energie. Dacă vorbim despre lumina vizibila, cantitatea de energie transportată de către fotoni, pot fi identificate prin culoarea luminii. De exemplu, lumina violetă constă în fotoni de înaltă energie și roșii - din fotoni cu energie redusă. Să complicăm puțin situația și să reamintim că pentru fotoni un dualism de undă corpusculară este caracteristic. Adică fotonul demonstrează atât proprietățile particulei, cât și proprietățile undelor. lungime de unda scurta corespunde fotonii de energie mare, iar cel mai lung - scăzut.
Să revenim la fluorescență. Acum, la nivel molecular, putem descrie cum are loc acest fenomen. Deci, o cantitate de lumină intră în moleculă fluorescentă. Dacă transportă cantitatea de energie "corectă", atunci molecula intră în așa-numita stare excitată. Aceasta este o condiție neobișnuită, iar molecula poate rămâne în ea foarte scurtă. Pentru a reveni la "viața normală", molecula trebuie să scape de excesul de energie pe care l-a transmis fotonul. Există mai multe moduri de a face acest lucru, dintre care una este emisia unui cuantum de lumină. Cuantele emise de o moleculă poartă întotdeauna mai puțină energie decât cuantele absorbite, deoarece diferența "merge" la transferul unei molecule într-o stare excitat.
Dacă folosim terminologia lungimilor de undă, atunci o moleculă fluorescentă emite întotdeauna o lungime de undă mai lungă decât absoarbe.
soluție GFP sub slab de lumină obișnuită unor anomalii, dar dacă strălucească o lumină având o lungime de undă de 488 nanometri (lumina albastra), molecula de proteine luminoase „clipește“ verde (lungimea de undă de 509 nanometri). Și, dacă se utilizează o etichetă GFP, de exemplu, orice proteină care atunci când este iradiat cu celule de lumină albastră, această proteină este în mod clar vizibil de restul structurilor care vor rămâne dim.
Doi ani mai târziu, a fost obținută structura cristalină a proteinei. Adică, oamenii de știință au văzut cum toate atomii GFP sunt organizați în spațiu. Mai ales cercetătorii cromofore interesați - partea a moleculei GFP, care este „responsabil“ pentru fluorescență. „Poziția cheie“ GFP arată ca un cilindru sau cilindru, ai cărui pereți sunt formate din lanțuri de aminoacizi. Această structură a fost numită beta barrel (din barilul englez - baril).
Informațiile despre structura cromoforului PGP au permis oamenilor de știință să înțeleagă toate detaliile procesului de fluorescență. Și aceasta, la rândul său, a făcut posibil să se schimbe intenționat structura de proteine, în scopul de a face mai stabil, si fluorescenta - mai luminos. În plus, oamenii de știință au învățat să primească molecule care fluoresc cu altă culoare.
Obținerea GFP în sine și a derivaților săi a permis crearea unei varietăți de metode biologice moleculare care pot monitoriza simultan mai multe procese care apar în celulele vii
Această imagine a neuronului a fost obținută cu ajutorul unui microscop cu scanare electronică: un fascicul de electroni, atunci când se scanează pe suprafața unei probe, reflectat de pe suprafață, dezvăluie formele exterioare ale unui țesut neuronal la detectarea unui flux reflectat.
Fotografia prezintă spiniul dendritic - o membrană care se dezvoltă pe suprafața dendritei, capabilă să formeze o conexiune sinaptică. Spinii de obicei au un gât dendritic subțire. terminând cu un cap sferic dendritic. Stâlpii dendritici se găsesc pe dendritele majorității tipurilor principale de neuroni din creier.
bazat pe Newscientist