Obrazowanie ruchu wody w tkance
Obrazowanie tensora dyfuzji (DTI — diffusion tensor imaging) to technika obrazowania oparta na rezonansie magnetycznym. Można ją stosować do mapowania dyfuzji wody w trzech wymiarach jako funkcji położenia przestrzennego oraz do opisywania różnic w szybkości dyfuzji we wszystkich trzech osiach (anizotropia). Pomimo rosnącej popularności tensora dyfuzji w badaniach i zastosowaniach klinicznych, dokładne mechanizmy wpływające na niego są słabo poznane. Teoretyczne modele przemieszczania się nie umożliwiają przewidywania ruchów wody, a treść niektórych raportów sugeruje możliwość ich modyfikacji przez aktywność neuronalną. Dzięki finansowaniu UE zespół projektu MMDTIAN zastosował podczas badań na hodowli komórek nerwowych trzy różne typy obrazowania w celu zbadania tej hipotezy. Użyto organotypowych kultur komórkowych z więcej niż jednym typem komórek w trójwymiarowej sieci tkankowej, imitującej układ in situ, bez szumu wywoływanego przez przepływ krwi. Unikalny model eksperymentalny zawierał rdzeń kręgowy pobrany od żywego noworodka szczura. Naukowcy po raz pierwszy wykazali, że zwiększona aktywność nerwowa wpływa na przemieszczanie się wody nie tylko jako uboczny efekt poziomu natlenowania krwi, co może potwierdzać jej potencjalnie mechaniczną rolę. Ta przełomowa demonstracja została wielokrotnie nagrodzona za innowacyjność i przyczyniła się do powstania ważnej publikacji w branżowym czasopiśmie naukowym. Poza zastosowaniami biomedycznymi dyfuzja odgrywa również rolę w wielu urządzeniach przemysłowych. Zespół opracował innowacyjną metodę szacowania dystrybucji wielkości porów na podstawie wielu pomiarów dokonanych za pomocą obrazowania metodą dyfuzyjnego jądrowego rezonansu magnetycznego (NMR). Otworzyło to drogę do niedostępnych dotąd eksperymentów i wyników oraz zaowocowało licznymi publikacjami, z których jedna traktuje o zastosowaniach porowatych polimerów. Zespół opracował szybszą i lepszą metodę obrazowania przy użyciu niedrogiego, przenośnego, jednowymiarowego skanera NMR. Technologia przenośnego NMR umożliwiła przygotowanie szeregu publikacji, które są obecnie wykorzystywane w warunkach klinicznych w ramach innego projektu. Prace zespołu projektu MMDTIAN znacząco pogłębiły naszą wiedzę o mechanizmach związanych z ważnymi i nowymi technikami obrazowania, DTI oraz umożliwiły zastosowanie ich z imponującym wynikiem. Rezultaty dotyczą wielu obszarów i rzucają nowe światło na naturę otaczającego nas świata.
Słowa kluczowe
Techniki obrazowania, obrazowanie tensora dyfuzji, ruch wody, hodowla komórek nerwowych, zastosowania biomedyczne
