Физики рассмотрели гематоэнцефалический барьер с помощью нового лазерного пучка
На границе возможностей оптоволокна лазерный пучок самоорганизовывается в мощный, сфокусированный луч-иглу. Параметры этого излучения таковы, что позволяют в реальном времени без дополнительных ухищрений рассматривать клеточные процессы.
Команда ученых из MIT (Массачусетский технологический институт, США) заметила новый лазерный пучок почти случайно. Они работали с многомодовым оптическим волокном, внутри которого свет распространяется по нескольким траекториям. Такое волокно может выдерживать высокие мощности излучения без повреждений. Исследователи тестировали величину мощности, при которой начинается разрушение материала.
Обычно чем с большей мощностью работает лазер, тем более беспорядочным и рассеянным становится прошедшее через волокно излучение. Это происходит из-за несовершенств внутренней структуры оптоволокна.
Но когда физики увеличили мощность почти до точки, где волокно начинало гореть, свет повел себя неожиданно. Излучение самоорганизовалось и схлопнулось в острый луч, стабильный, чистый и сфокусированный. Статью о своем исследовании ученые опубликовали в журнале Nature Methods.
Самоорганизованный игольчатый пучок излучения требует двух требовательных к точности условий: лазер должен попадать в оптоволокно строго перпендикулярно, а мощность должна быть так высока, чтобы свет начал взаимодействовать со стеклом, из которого состоит волокно.
«При этой критической мощности нелинейность может противостоять внутреннему беспорядку, создавая баланс, который преобразует входной луч в самоорганизованный игольчатый пучок», — объяснил один из авторов статьи Хунхао Цао (Honghao Cao).
Исследователи использовали свою разработку для визуализации процессов в человеческом гематоэнцефалическом барьере (ГЭБ). Эта структура — плотно упакованный слой клеток, барьер между кровеносной и центральной нервной системой. Он защищает мозг от токсинов, но блокирует проникновение многих лекарств. При этом ученым и медикам важно знать, как именно лекарства движутся внутри сосудистой системы ГЭБ и достигают ли они своих целей в мозге.
Стандартные методы исследования этих процессов основаны на послойном «фотографировании» происходящего на барьере. Это долгий процесс, при котором часто не получается с нужным пространственным и временным разрешением проследить за биологическими процессами. Использование игольчатого пучка дало ученым возможность проследить, как клетки поглощают белки в реальном времени, и для этого даже не понадобились светящиеся метки.
«Тот факт, что этот новый метод не требует флуоресцентной маркировки клеток, меняет правила игры. Теперь мы впервые можем визуализировать зависимое от времени проникновение лекарств в мозг и даже определять скорость, с которой конкретные типы клеток усваивают лекарство», — сказал профессор биологической и механической инженерии Роджер Камм (Roger Kamm).
Исследователи получили трехмерные изображения клеток более высокого качества, чем с помощью других методов, и сформировали эти изображения примерно в 25 раз быстрее. Из-за нового пучка ученым не придется выбирать между разрешением и глубиной фокуса изображения, они могут получать информацию о происходящем в толще биологической ткани за один скан.
Физики и биологи уверены, что игольчатый пучок поможет им быстрее и с большим разрешением проверять, достигают ли новые лекарства от нейродегенеративных заболеваний (болезни Альцгеймера или бокового амиотрофического склероза) своих целей в мозге. В будущем исследователи планируют применить эту технику к другим биологическим объектам и процессам, например, к работе нейронов, а также сделать технологию коммерчески доступной.
Telegram 
Дзен 
VK Американские биотехнологи впервые сообщили об обращении вспять клеточного старения в живых клетках печени человека — не мышиных, не синтетических, а именно человеческих. На волне этого результата компания привлекла 435 миллионов долларов и готовится к клиническим испытаниям.
Роль личности в истории чаще всего иллюстрируют правителями или полководцами. Но, глядя на современную карту мира, нельзя не признать: она выглядела бы принципиально иначе, если бы не одна крестьянская девушка, которую сожгли в этот день ровно 595 лет назад.
Старший преподаватель кафедры физики и технической механики РТУ МИРЭА Николай Зенченко проанализировал принципы работы одежды с маркировкой UPF — технологии, которая блокирует до 98% ультрафиолетового излучения. В отличие от солнцезащитного крема, такая защита не смывается водой и действует весь день, но при этом требует правильного выбора материала. Эксперт развеял популярные мифы: почему мокрая хлопковая футболка не спасает от ожогов, можно ли загореть в UPF-купальнике и зачем горнолыжной куртке защита от солнца.
В 2017 году человечество впервые заметило объект, прилетевший из другой звездной системы. Он оказался странным, почти не похожим ни на астероид, ни на комету, и получил имя Оумуамуа. Затем появился «нормальный» межзвездный странник — комета Борисова. А в 2025-м астрономы обнаружили 3I/ATLAS — объект, который, вероятно, хранит вещество времен рождения чужих миров. Но что изменили в астрономии эти три гостя из межзвездной тьмы?
Астрономы провели длительную радиодиагностику межзвездного объекта 3I/ATLAS и не нашли признаков искусственных технологий. Наблюдение окончательно подтвердило естественную природу ледяного тела, хотя ученые изначально не ожидали сенсации.
Тысячу лет назад колоссальный степной пояс от Амура до Дуная назывался Великой степью. На Руси его знали как Дикую степь. В этом краю жили кочевники, и среди них — хищная птица сокол-балобан. Сейчас цельной трансконтинентальной популяции балобана больше нет. Небольшой европейский островок уцелел в Венгрии, Австрии и в Крыму. Есть популяция в Казахстане, Монголии и Китае. В России сокол-балобан, помимо Крыма, живет в горах Южной Сибири. И выживание этой популяции, как и всего вида, под угрозой. Как живет эта птица и как ей помогают в нашей стране? Зачем в Хакасии посреди «нигде» построили огромный облёточник? Буквально сегодня в него уже доставили первую партию птиц.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
При совпадении нескольких условий наши глаза способны улавливать излучение в ближнем инфракрасном спектре. Тогда сетчатка начинает работать как нелинейный фотодетектор.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии