麻省理工学院的研究人员已经证明,他们可以使用专门的 MRI 传感器检测大脑等组织深处的光。
在深层组织中成像光非常困难,因为当光进入组织时,大部分光要么被吸收,要么被散射。麻省理工学院的团队克服了这一障碍,设计了一种传感器,该传感器可将光转换为可通过 MRI(磁共振成像)检测到的磁信号。
这种类型的传感器可用于映射植入大脑的光纤发出的光,例如在光遗传学实验中用于刺激神经元的光纤。研究人员说,随着进一步的发展,它还可以证明对监测接受基于光的癌症疗法的患者有用。
“我们可以对光在组织中的分布进行成像,这很重要,因为使用光刺激组织或从组织进行测量的人通常不太清楚光的去向、刺激的位置或光的位置来自。我们的工具可用于解决这些未知数,”麻省理工学院生物工程、大脑和认知科学以及核科学与工程教授 Alan Jasanoff 说。
Jasanoff 也是麻省理工学院麦戈文大脑研究所的副研究员,是该研究的资深作者,该研究今天发表在《自然生物医学工程》上。雅各布·西蒙博士'21 和麻省理工学院博士后 Miriam Schwalm 是该论文的主要作者,纽约大学的 Johannes Morstein 和 Dirk Trauner 也是该论文的作者。
光敏探头
数百年来,科学家们一直在使用光来研究活细胞,这可以追溯到 1500 年代后期发明光学显微镜的时候。这种显微镜允许研究人员观察细胞内部和组织薄片,但不能深入生物体内部。
“使用光,尤其是在生命科学中,一个长期存在的问题是它不能很好地穿透许多材料,”Jasanoff 说。“生物材料吸收光和散射光,这些东西的结合使我们无法将大多数类型的光学成像用于涉及深层组织聚焦的任何事物。”