Anatomie neuronální sítě umožňuje správné fungování mozku. Konfokální mikroskopie a následná analýza nasnímaných dat je cesta k poznání anatomie a fyziologie neuronových oběhů a vztahů v rámci neuronových sítí. Neurony jakožto specifické filamentární struktury lze analyzovat pomocí specializovaných softwarových nástrojů manuálně anebo automaticky.

Matthias G. Haberl a kolegové se touto problematikou zabývají a vyvinuli nový postup pro fluorescenční značení a automatickou analýzu objemných dat z mikroskopu.

Obrázek 1.: Data s vysokým poměrem S/N dosaženým pomocí virového (rebies) vektoru umožníla vědcům přesné rekonstrukce těchto struktur ve 3D - části specifických synapsí.

Neurony jsou označeny virovým vektorem, který se v buňkách exprimuje jako intenzivní fluorescenční protein, ten poté vyplní veškeré neuronové výběžky včetně velmi dlouhých axonů. Takto připravené vzorky jsou snímány pomocí konfokálního mikroskopu a posléze analyzovány. Pomocí dedikovaného softwaru je vytvořen 3D model celých dendritů, dendritických trnů a synapsí. Tyto modely jsou posléze použity pro kvantifikaci klíčových anatomických parametrů.

Oproti většině konvenčním přístupům, lze pomocí "Haberlovy metody" studovat neurony fyziologicky starších modelových organismů. To umožnilo vědcům rekonstruovat jemné morfologické detaily myšího mozku staršího jedince s indukovanou Alzheimerovou chorobou. Tato metoda přináší nové možnosti výzkumu této rozšířené neurodegenerativní nemoci.

Software Imaris s modulem FilamentTracer nabízí velice intuitivní a flexibilní nastavení pro analýzu filamentárních struktur (neurony, filamentární proteiny, cévy):

Webinář

Introduction To Imaris For Neuroscientists - Imaris 8.4

"Large-scale analysis of 3D neuron morphology” Accessed July 10, 2018 www.bitplane.com.