Công bố ảnh 3D độ phân giải cao đầu tiên của não khỉ

Việc lập bản đồ chi tiết não khỉ là một bước đột phá có thể mở đường cho các phương pháp điều trị bệnh trên người, bao gồm cả Parkinson.

Sử dụng kỹ thuật chụp ảnh huỳnh quang mới, các nhà nghiên cứu từ Viện hàn lâm Khoa học Trung Quốc (CAS) đã tạo ra hình ảnh 3D độ phân giải cao đầu tiên trên thế giới cho thấy cách các tế bào thần kinh được tổ chức và kết nối trong một bộ não khỉ hoàn chỉnh.

Hình ảnh 3D đầu tiên của não khỉ với độ chi tiết cỡ micromet. (Ảnh: CAS).

Trước đây, não chuột là bộ não lớn nhất được lập bản đồ chi tiết và phải mất nhiều ngày để tạo ra hình ảnh 3D hoàn chỉnh. Nghiên cứu mới do đó là một bước đột phá bởi não khỉ có khối lượng lớn hơn gấp 200 lần.

Hình ảnh 3D thu được là rất lớn, chiếm tới một petabyte dữ liệu, tương đương một triệu tỷ byte. Nó cho phép các nhà khoa học quan sát hàng tỷ tế bào riêng lẻ có kích thước 100 micromet với độ sắc nét chưa từng có. CAS nhấn mạnh rằng việc có một bản đồ chi tiết như vậy về bộ não linh trưởng sẽ giúp tìm hiểu nhiều bệnh khó chữa trên người.

Để nắm bắt các chi tiết ở quy mô micromet, nhóm nghiên cứu đã sử dụng một kỹ thuật chụp ảnh huỳnh quang mới, được gọi là Chụp ảnh thể tích thông qua quét chuyển động và đọc đồng bộ (VISoR). So với kỹ thuật chụp ảnh quang học 3D thông thường, VISoR loại bỏ thời gian tổn hao do di chuyển và tạm dừng trong khi chuyển đổi trường nhìn.

Điều này có nghĩa là họ có thể hoàn thành hình ảnh 3D của một bộ não lớn hơn và trong thời gian nhanh hơn. Trong nhiên cứu này, các nhà khoa học đã chụp toàn bộ hình ảnh não khỉ chỉ trong vòng chưa đầy 4 ngày, bằng khoảng thời gian lập bản đồ 3D của một bộ não chuột nhỏ hơn hàng trăm lần trước đây.

Khỉ Macaque, loài được sử dụng trong nghiên cứu. (Ảnh:Robert Ross).

CAS đã thử nghiệm quy trình thành công trên não của ba con khỉ Macaque 10 tuổi và cho biết nó cũng có thể hoạt động trên các mô và cơ quan khác trong cơ thể.

Bằng cách kết hợp dữ liệu hình ảnh khổng lồ thu được với phân tích trí tuệ nhân tạo, nhóm nghiên cứu tin rằng kỹ thuật VISoR có thể giúp chúng ta hiểu cấu trúc 3D của não và cơ thể, cũng như cách chúng thay đổi trong các tình trạng bệnh khác nhau.

"Hy vọng rằng công nghệ này sẽ được cải tiến hơn nữa cho các ứng dụng quy mô lớn, qua đó đóng góp quan trọng vào việc lập bản đồ và nâng cao hiểu biết về bộ não linh trưởng và cuối cùng là não người", tác giả chính của nghiên cứu Duan Shumin từ CAS nhấn mạnh.